一维ZnO半导体纳米线的制备与场发射特性研究的任务书.docx

一维ZnO半导体纳米线的制备与场发射特性研究的任务书
任务书
题目：一维ZnO半导体纳米线的制备与场发射特性研究
一、研究背景
纳米材料由于其独特的物理、化学和生物学性质而被广泛应用于许多领域。纳米线是一种相对较新的纳米材料，不仅具有高化学反应性和低维效应，而且其一维结构具有出色的电学、光学和热学性质。ZnO是一种重要的半导体材料，常用于光电器件中。同时，ZnO纳米线由于其优异的光电性能和化学稳定性，被广泛用于新型传感器、太阳能电池等领域。
尽管已经有关于ZnO纳米线的制备和性能研究，还需要对其制备工艺和场发射特性进行深入研究，以进一步探究其可能的应用。
二、研究内容
本项目旨在开发一种高效的一维ZnO半导体纳米线制备方法，并研究其场发射特性。
具体研究内容由以下两个部分组成：
1.制备一维ZnO半导体纳米线的方法研究
通过改变热处理温度、物质浓度、载体和前驱体浓度等条件来寻找最适宜的制备方法，进一步提高纳米线的质量和结晶度。
研究方法：
（1）化学气相沉积法（CVD）
（2）电化学沉积法
（3）溶胶-凝胶法
2.场发射特性研究
采用热阴极内场发射扫描电镜（FESEM）和场发射测试仪来研究一维ZnO半导体纳米线的场发射性能。分析其场发射电流密度、发射角度、起始电压和功率密度等参数。
研究方法：
（1）场发射测试仪测试
（2）FESEM测试
三、研究意义
1.对一维ZnO半导体纳米线的有效制备方法进行了深入研究，为制备高质量的纳米线提供技术支持。
2.对一维ZnO半导体纳米线的场发射特性进行研究，探索其电子输运规律，并为其电子场发射的应用提供了实验基础。
3.对于相关研究领域的研究人员和技术工作者，本研究成果具有一定的参考价值。
四、研究计划
时间节点：
第1-3个月：文献调研，现有实验方案借鉴和改进，研究纳米线制备方法；
第4-6个月：制备高质量的一维ZnO半导体纳米线并进行外观和结晶性质的测试；
第7-9个月：探究一维ZnO半导体纳米线的电场发射特性，包括场发射电流密度、发射角度、起始电压和功率密度等参数的测试；
第10-12个月：整合实验数据并分析，撰写论文。
五、预期成果
1.提出高效的一维ZnO半导体纳米线制备方法
2.获得高质量的一维ZnO半导体纳米线，并进行表征和分析
3.研究一维ZnO半导体纳米线的场发射特性，并分析其电子输运规律
4.发表相关论文并提交专利申请。
六、参考文献
1.Liu,J.,Li,Y.,Chen,Y.,Huang,Q.,Zhang,X.,Huang,J.,...&Wang,Z.L.(2005).Self-powerednanowiredevices.Nature,435(7038),929-932.
2.Park,H.K.,Lim,J.,Youn,D.Y.,Kim,S.J.,Kim,H.,Kim,S.W.,&Kim,J.H.(2011).PhotoelectrochemicalwatersplittingwithZnOphotoelectrodefabricatedbyelectrodepositionandhydrothermaltreatment.Energy,36(4),2154-2161.
3.Wang,L.,&Wang,Z.L.(2012).OntheoriginofunusualelectroluminescenceanditsvoltageandtemperaturedependenceinZnOnanowire/p-GaNlight-emittingdiodes.Nanoletters,12(3),1217-1222.
4.Huang,X.M.H.,Miao,F.,Ding,Y.X.,&Duan,X.F.(2010).ZnOnanofiber/nanowirediodeanditsp-njunctiondevices.Nanoletters,10(2),399-404.
5.Yang,Y.,Lu,N.,Heo,J.,&Kim,D.H.(2011).Self-alignedZnOnanowiretransistors.Small,7(23),3254-3260.