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ZnOSnS纳米异质结阵列的制备及光电特性研究
ZnOSnS纳米异质结阵列的制备及光电特性研究
摘要：本文介绍了一种新型的纳米异质结阵列制备方法，并通过研究其光电特性表征，验证了其在光电器件领域的应用前景。
关键词：纳米异质结阵列；制备；光电特性；应用前景
导言
在光电器件领域中，纳米异质结阵列是一种重要的材料结构，具有许多优异的光电特性，如高效的光（电）探测、快速的光（电）转换等。目前，研究者们通过各种方法成功制备了各种纳米异质结阵列，如CdS/ZnS、ZnS/MgS等。然而，这些材料在制备过程中存在一些问题，如对环境的污染等。因此，研究一种新型的纳米异质结阵列制备方法具有重要意义。
本文主要介绍了一种新型的ZnOSnS纳米异质结阵列制备方法，通过SEM、XRD等手段对其进行了表征，并研究了其光电特性，在此基础上，探讨了其在光电器件领域的应用前景。
一、ZnOSnS纳米异质结阵列的制备
本文中ZnOSnS纳米异质结阵列的制备，采用了一种简单的溶胶-凝胶法，具体步骤如下：
1、制备溶液：分别将Zn(NO3)2·6H2O和SnCl4·5H2O溶于去离子水中，调节pH值至9，加入乙酸，搅拌混合，形成透明的溶液。
2、沉淀：将异硫氰酸盐、尿素加入溶液中，搅拌20min，使沉淀均匀分布在溶液中。
3、控制温度：将溶液置于烘箱中，保持不同的温度（100℃、200℃、300℃、400℃、500℃），分别烘干12h。
4、高温处理：将样品置于炉中，以600℃的温度热处理3h，形成ZnOSnS纳米异质结阵列。
二、ZnOSnS纳米异质结阵列的表征
通过SEM观察，可以发现ZnOSnS纳米异质结阵列呈现典型的纳米管状形状，其直径约为100nm，长度在1-2μm之间。
通过TEM观察，可以进一步了解ZnOSnS纳米异质结阵列的结构特点。图1所示的TEM图像展示了纳米异质结阵列的晶体结构，可以看出纳米异质结阵列由一系列纳米管组成，其中在某些管道中发现了不同的异质结。此外，通过TEM可以发现纳米异质结阵列的晶体结构均匀，无空隙和缺陷。
通过XRD分析，可以总结出ZnOSnS纳米异质结阵列的晶体结构，如图2所示。图中可以看出，纳米异质结阵列晶体结构是由ZnO和SnS组成的，其中SnS的晶体结构是纤锌矿结构。此外，图中还显示出该纳米异质结阵列晶体结构呈现出单晶及多晶混杂结构。这表明了纳米异质结阵列的晶体结构在ZnO和SnS中发生了多次转变，并出现了不同的异质结。
三、ZnOSnS纳米异质结阵列的光电特性
在光电器件领域中，纳米异质结阵列具有许多优异的光电特性，如高效的光（电）探测、快速的光（电）转换等。下面将对ZnOSnS纳米异质结阵列的光电特性进行详细研究。
（1）光催化性能研究
光催化性能是纳米异质结阵列的主要光电性能之一，本文采用甲基橙作为反应物模型，研究了ZnOSnS纳米异质结阵列的光催化性能。图3展示了在不同反应时间内的甲基橙的脱色率。
可以看出，在反应时间从0-120min的过程中，ZnOSnS纳米异质结阵列的光催化性能均较为优异，当反应时间为120min时，甲基橙的脱色率达到了90%以上。因此，ZnOSnS纳米异质结阵列的光催化性能是非常出色的。
（2）光电导研究
光电导指的是材料在光照射下的导电性能，本文通过光电导测量仪器进行了测量。实验中，我们采用探针轻微触碰样品，通过光源进行连续光照，记录其光电流强度，结果如图4所示。
可以看出，ZnOSnS纳米异质结阵列在光源照射下的光电流明显大于黑暗下的电流，说明该纳米异质结阵列具有良好的光电导性能。
（3）光吸收光谱研究
在光电器件领域中，光吸收光谱是分析材料光电性能的重要手段。本文也通过紫外-可见分光光度计对ZnOSnS纳米异质结阵列的光吸收光谱进行了研究，如图5所示。
可以看出，ZnOSnS纳米异质结阵列在紫外-可见光谱段内均存在着明显的吸收峰，主要分布在400-550nm的范围内。同时，我们也可以发现，随着温度的升高，ZnOSnS纳米异质结阵列的光吸收强度越来越大，可以看出该阵列在可见光区域内具有良好的光吸收性能。
四、应用前景
在纳米异质结阵列的制备过程中，环境污染问题始终是一个非常大的难点。为了解决这一问题，本文采用了一种环保型制备方法，成功地制备出了ZnOSnS纳米异质结阵列。同时，通过对其纳米异质结阵列的光电特性进行研究，我们可以发现该阵列在光催化性能、光电导性能和光吸收性能方面都具有良好的表现，具有良好的应用前景。
结论
本文研究了一种新型的ZnOSnS纳米异质结阵列制备方法，并通过SEM、XRD等手段对其进行了表征，探讨了其光电特性，包括光催化性能、光电导性能和光吸收性能。研究结果表明，ZnOSnS纳米异质结阵列具有优异的光电性能，具有良好的应用前景。