摘要: 由于人们对纳米科技的重视日益提高，使得纳米科技取得了长足的进步，并和分子生物技术以及信息产业化技术一道共同发展，成为了二十一世纪的三项最有发展前景的科学技术。纳米科技已经发展成为一个综合性、跨学科的重要学科，它在物理、化学、材料、... 展开 由于人们对纳米科技的重视日益提高，使得纳米科技取得了长足的进步，并和分子生物技术以及信息产业化技术一道共同发展，成为了二十一世纪的三项最有发展前景的科学技术。纳米科技已经发展成为一个综合性、跨学科的重要学科，它在物理、化学、材料、生物以及医学等方面都有应用，并为许多传统学科带来了新的发展活力。处在纳米尺寸的物质会展现出与宏观物质不同的性质，例如:表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等等。因此，纳米材料会展现出和普通尺寸材料不同的力、热、电、光等方面的性质。随着全球信息化产业步伐的加快，以光电子和微电子为基础的通信技术得到了前所未有的发展。其中，半导体激光器的作用尤为突出，它作为光通信范围内最不可忽视的主要光源，具有质量轻，体积小，寿命长，制备简单以及成本低廉等优势，由于具备以上的优势特点，使得它可以大面积应用于激光打印、高密度光存储、光陀螺、雷达以及测距等与人们生产生活密切相关的领域。氧化锌(ZnO)是一种直接宽带隙半导体材料，其禁带宽度为3.37 eV，室温下的激子结合能高达60 meV，远远大于室温热能(26 meV)，是目前有效实现室温下紫外激子发光和激光的材料之一。同时，ZnO还具有储量丰富，安全无毒，纳米结构容易制备等特点，是真正的环境友好型材料。尤其是一维ZnO纳米结构，它是一种单晶结构，而且具有较大的比表面积，是目前各国研究人员制备新型纳米光电器件的重要材料之一，在紫外发光器件、紫外探测器、光催化、太阳能电池和疏水等领域都有广泛的应用。由于具有以上卓越的性质，ZnO成为目前世界上短波长半导体激光器研究中新的热点之一。 本论文针对利用不同的金属层作为反射镜，实现低阈值的ZnO纳米棒光泵浦受激发射;制备了ZnO纳米棒/GaN异质结LED;利用水热法和电化学法制备一维ZnO纳米结构，实现对ZnO纳米结构的可控生长等问题开展了研究工作，并取得了如下结果: 1.采用水热法制备ZnO纳米线阵列，构造以ZnO纳米线结构本身为谐振腔的F-P型激光器。利用两种不同的金属层Au和Ag作为反射镜，增加ZnO纳米线与衬底之间的反射率，达到降低ZnO纳米线光泵浦受激发射的阈值的目的。实验得到具有F-P腔模式的紫外受激发射，阈值分别为31.2 kW/cm2和26.8 kW/cm2，大大低于之前报道的40 kW/cm2。 2.构造以ZnO纳米棒为n型，p-GaN为p型的异质结LED，得到来自于ZnO纳米棒的位于395 nm的蓝紫色电致发光;在此基础上，在ZnO纳米棒上修饰CdSe/ZnS量子点发光层，再与p型GaN一起制备异质结LED，得到以量子点为基础的625nm处的可见区电致发光。 3.采用水热法制备ZnO纳米线，通过改变温度、浓度和时间，控制ZnO纳米线的长度、直径和密度;对水热法制备的ZnO纳米线进行不同温度退火，改善ZnO纳米线的光致发光性能，研究退火温度对ZnO纳米线形貌稳定性的影响。观察到随着退火温度的增加，ZnO纳米线的形貌发生改变，当退火温度为1000℃时，邻近的纳米线会连接在一起，形成一个整体，分析得出这是由于ZnO的表面效应引起的。利用电化学方法制备ZnO纳米棒，通过控制反应浓度和反应时间，实现ZnO纳米棒的可控生长。 收起