文档介绍：博士研究生学位论文
题目:ZnO 纳米线及石墨烯光电性质研究
姓名: 别亚青
学号: 1001110101
院系: 物理学院
专业: 凝聚态物理
研究方向: 纳米结构与低维物理
导师: 俞大鹏教授
廖志敏副教授
Feng Wang 副教授
二一三年六月
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北京大学博士论文                                                                                                                                                    摘要 
1 摘要
半导体光电产业已经带给人们巨大的即时通讯便利,炫目的视觉感受。
更加便捷、高效、低成本的通讯、能源等需求,期待实现基于纳米尺度低
维材料有效光电探测,调控技术。因而,人们了解和控制低维光电材料的
愿望十分强烈。本论文主要研究了 ZnO 纳米线和石墨烯两种人们广泛关注
的低维材料的光电性质。基于 ZnO 单根纳米线/p-GaN 薄膜异质结, 我们研
究了在紫外波段光伏效应、发光现象,并以此设计实现了自驱动、高速紫
外光探测、光电逻辑门等原型器件;基于铜箔表面生长的石墨烯,论文讨
论了石墨烯的转移方法,转移后有机分子在石墨烯表面的残余,石墨烯光
栅探测徳拜分子层电化学响应的初步结果。
论文主要研究成果如下:
1. 详细研究了化学气相沉积法生长ZnO纳米刷结构的生长机制。扫描电
镜和能谱对生长过程分析证明该结构来源于ZnO二次生长,透射电镜和阴极
荧光表征确认了ZnO纳米线的不同时间生长的样品光谱特征。这种二次生长
机制可以被应用于设计其他复杂纳米结构。
2. 论文首次制备了基于单根n-ZnO 纳米线/p-GaN的异质结光伏器件,异
质结表现了优秀的光伏性质,100W/m2紫外光入射,得到开路电压约
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,短路电流密度5×10 mA/cm ,得到了ZnO单根线光伏器件的最高输
W。变温光伏测试表明,开路电压随温度升高呈线性递减,随入
射光功率增加而增加,并逐渐饱和。器件良好的紫外发光效应证明异质结
的高品质。
此外,我们证明,ZnO/GaN 异质结作为自驱动的可见光盲的紫外探测
器,该器件比以往的基于 ZnO 纳米线的紫外探测,响应速度大幅提升,恢
复时间~ 219μs;作为纳米尺度电源, ZnO/GaN 异质结,与 CdS 纳米带,
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