1、ZnO的禁帶寬度是3.34eV，激子束縛能大約是60meV[1]，作為一種新型的直接寬禁帶半導體材料，它具有很多優(yōu)于其他半導體材料的典型特征，近來受到世界范圍內(nèi)研究者的廣泛重視。針對ZnO半導體材料在納米壓電及納米發(fā)電機中的應用現(xiàn)狀，本論文利用水熱合成法，在zn片上成功制備出高取向的ZnO納米陣列，通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、光致發(fā)光(PL)等測試手段對制備的取向ZnO納米陣列樣品進行了表征。最后，論文利用不同條

2、件下制備的取向ZnO納米陣列樣品組裝了一種可將電磁輻射能轉變?yōu)殡娔艿募{米發(fā)電機。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點如下：
　　 (1)、論文首先利用水熱合成法，采用氨水作為O源，Zn片作為Zn源，在密閉的反應釜中，通過改變NH4+離子濃度和生長時間，找到了制備高取向ZnO納米線陣列的最佳實驗參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，最佳實驗參數(shù)為：氨水與水按體積比1:5，反應時間為24h，反應溫度為100℃條件下，可制備出直徑400nm，長度平

3、均長度約為3u～15um左右的大面積高取向ZnO納米線陣列。
　　 (2)、對不同實驗條件下制備的取向ZnO納米陣列樣品用掃描電子顯微鏡(SEM)進行形貌分析，發(fā)現(xiàn)不同生長參數(shù)下制備的納米線陣列直徑大小約為幾百納米，平均長度約為3u～15um左右，納米線粗細均勻，表面光滑，晶體呈現(xiàn)圓柱狀及六角柱狀；XRD進行圖譜分析發(fā)現(xiàn)，制備的ZnO樣品納米線陣列結構為常見的六方纖鋅礦結構，所有樣品都具有在(002)晶面上擇優(yōu)生長的特點。研究發(fā)

4、現(xiàn)溶液濃度越大，(002)晶面擇優(yōu)生長的趨勢形貌越好；PL光譜分析表明，ZnO納米線陣列在368.59nm的紫光區(qū)有一個非常尖銳的波峰，該發(fā)射峰能量為3.364ev，通過激子能量分析，發(fā)現(xiàn)制備的ZnO樣品納米線陣列是典型的N型半導體[2]。樣品PL光譜譜峰中只有368.59nm處的一個波峰，沒有發(fā)現(xiàn)雜質及缺陷發(fā)光峰，說明制備的ZnO納米線陣列具備的晶形完整，品格缺陷較少。
　　 (3)針對目前王中林研究小組制備的壓電納米發(fā)電機在

5、驅動能源要求苛刻及納米電機輸出電流過小等問題，論文利用不同生長參數(shù)下制備的ZnO納米線陣列，采用不同的電極材料組裝了一種可將電磁輻射能轉變?yōu)殡娔艿募{米發(fā)電機。利用手機輻射信號作為電磁波輻射源，通過控制變量的方法對制備出的各種納米發(fā)電機的輸出電流進行了測試比較，發(fā)現(xiàn)最佳參數(shù)下，納米電機的輸出電流可達到幾十微安，遠高于目前壓電納米發(fā)電機的電流輸出值。論文探究分析了這種新型納米半導體發(fā)電機的發(fā)電機理，這種新型納米發(fā)電機利用了電磁感應原理，可將

6、連接ZnO納米線陣列與金屬電極的連線等效為對稱振子天線，對稱振子天線可感應接收空間中的高頻交變電磁信號，并在對稱振予天線中感應出交變電流。而ZnO半導體納米陣列與金屬電極間因肖特基接觸將形成一個PN結，類似于一個檢波二極管，具有單向導通的整流特性。最后，整個系統(tǒng)就可將連接ZnO納米線陣列與金屬電極的兩根金屬導線感應出的交變電流轉換為直流電流輸出。利用電磁感應定律制備的ZnO納米半導體發(fā)電機，其輸出輸出電流值大大提高，從nA數(shù)量級達到了u