多孔性氧化鋅奈米線陣列之抗反射與可見光感測性質

  • 林 致廷

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究主要是探討多孔性氧化鋅奈米線陣列對於可見光之感測性質以及材料本身抗反射能力。多孔性氧化鋅奈米線製程主要分兩個步驟,首先氧化鋅奈米線製程主要是利用水熱法(Hydrothermal method)成長,接著再以高溫爐管氫氣退火,以退火時間當作實驗變因,使氧化鋅奈米線表面產生孔洞,利用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy SEM)觀察退火時間對於奈米線表面孔隙率、直徑、長度等影響,接著探討孔洞形成的機制;在光學分析上,以紫外光/可見光分光譜儀(UV-vis Spectrophotometer)來量測不同表面孔隙率氧化鋅奈米線之光學性質,由量測結果可知當表面孔隙率越高時,其吸收度會越高,且吸收範圍延伸至可見光的波段,此外穿透率以及反射率會因此降低,其中反射率最低可以低達5%以下,故我們可稱多孔性氧化鋅具有抗反射效果,其造成反射率降低的原因為多孔性氧化鋅的結構具有漸變式折射率的特性,接著以陰極發光光譜儀(Cathodoluminescsnce CL)來觀察材料之發光特性,由結果得知,當氫氣退火時間增加時,其缺陷發光的強度會增加,可以推知氫氣退火會使材料內部缺陷濃度上升,最後以不同波長之可見光來進行多孔性氧化鋅奈米線的可見光感測,由結果可以推論出兩種貢獻光電流的機制,未處理氧化鋅光電流的貢獻主要來自氣體吸脫附,可見光能量要足夠打斷氧與氧化鋅鍵結才能夠使氧氣脫附進而貢獻光電流;而多孔性氧化鋅因在氫氣退火時會使表面的氧氣脫附以及表面鈍化,故光電流的貢獻主要來自缺陷能階躍遷,在長波長可見光(如黃光以及紅光)感測中,未處理氧化鋅幾乎沒有光響應,而多孔性氧化鋅的依然維持一定程度的光響應,多孔性氧化鋅在未來可見光感測的領域有很大的潛力。
Date of Award2015 Aug 18
Original languageChinese
SupervisorChuan-Pu Liu (Supervisor)

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多孔性氧化鋅奈米線陣列之抗反射與可見光感測性質
致廷, 林. (Author). 2015 Aug 18

Student thesis: Master's Thesis