氧化锌纳米线阵列的可控合成及肖特基型压力敏感器件研究

氧化锌准一维纳米材料在纳米机电器件中具有重要应用前景，已经引起了人们极大的兴趣和关注。本项目拟可控合成氧化锌纳米线阵列，研究其压力敏感性能，并研制出肖特基型压力敏感器件原型。首先，将采用水热法合成氧化锌纳米线阵列，研究界面反应参数的调控，希望获得尺寸、长度和密度均匀的氧化锌纳米线阵列。通过在氧气气氛下退火对氧化锌纳米线阵列进行后续处理，以便获得具有更高质量、低表面缺陷的氧化锌纳米线阵列，实现氧化锌纳米线阵列与金属电极之间的接触可控。研究氧化锌纳米线阵列的压力敏感性能，探索肖特基接触对氧化锌纳米线阵列压力敏感特性的调控机制理。最后，将争取研制出具有简单像素的肖特基型压力敏感器件原型，并研究各个像素对压力驱动的响应。该项研究具有原始创新，研究结果将对基于氧化锌微纳功能器件的研究具有很好的推动作用，具有重要的科学意义和很好的实际应用前景。

宽带隙半导体材料氧化锌由于同时具有半导体性与压电性能，将在光子、电子、光电子以及机电器件中具有重要的应用前景。本项目从一维氧化锌纳米线阵列的可控合成出发，构建了肖特基性压力敏感器件，所取得主要研究成果如下：（1）掌握调控氧化锌纳米线生长的重要因素，利用水热法在ITO玻璃、石英玻璃、硅片等衬底上可控合成氧化锌纳米阵列，研制出可以测量高达50%的应变、衡量因子约为100的柔性应变传感器；（2）掌握了调控氧化锌纳米线缺陷的退火条件，发现氧化锌纳米线内部的缺陷对氧化锌的能带具有调节作用，并首次发现了氧化锌纳米线的非线性吸收系数随入射光偏振角呈周期性变化并与纳米线尺寸有关；（3）研制了具有2×2像素的肖特基压力敏感器件原型，发现其压力敏感与氧化锌的压电性能相关的。在该项目的支持下，发表期刊论文17篇 ，其中SCI收录16篇（影响因子大于10的12篇、ESI热点论文2篇、ESI高被引文章4篇）。截止2014年2月10日，上述论文已经被SCI引用335次。获授权中国专利4项。所指导的学生中2人获研究生国家奖学金，3名学生赴美国、新加坡进行联合培养及短期学习交流。项目负责人作为本地执行主席或共同执行主席，组织国际学术会议2次。项目组成员参加境内外学术会议27人次，作特邀报告6次、口头报告3次。