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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

氧化锌(zno)是一种新型的直接宽禁带半导体材料，室温下的禁带宽度约为3. 37 ev，有较大的激子束缚能(60 mev)，并且具有优异的光学和电学特性、良好的化学和热稳定性。本征zno是良好的n型半导体。通过掺杂可获得稳定的p型zno。为了制备出基于zno的p-n结型器件，通常采用其它p型半导体或n型与p型zno混合形成p-n异质结。采用的p型半导体主要有p-gan,p-si和p型有机半导体等。在这些p型半导体中，p型聚合物具有更大的优势（重量轻、成本低，并且可以采用多种液相方法成膜等)。因此，zn0在太阳能电池、半导体激光器、发光二极管、传感器和场发射器件等方面具有很大的应用前景。由于一维纳米结构具有独特的几何结构和良好的电学输运特性，近年来，一维纳米结构zn0备受人们关注，如纳米管、纳米棒和纳米线等，特别是良好取向排列的zn0纳米线阵列，它们具有很大的比表面积、可以提供更短的电学输运路径和适合制作大面积器件等优点，能广泛应用于多种光电子器件。

光电二极管具有电流线性良好、成本低、体积小、重量轻、寿命长、量子效率高（典型值为80%）及无需高电压等优点，且频率特效好，适宜于快速变化的光信号探测。不足是面积小、无内部增益（雪崩光电管的增益可达100~1000，光电倍增管的增益则可达100000000）、灵敏度较低（只有特别设计后才能进行光子计数）以及相应时间慢，且工艺要求很高。光电二极管广泛应用于光电池，太阳能电池，光伏照明发电设备，传感器等各种设备。

国内外研究现状

目前，人们已探索出几种有效方法，可以制备出良好取向排列的zn0纳米线阵列，主要有气将夜涸(vls)生长法、化学气相沉积、化学浴沉积和水热法等，在这些方法中，水热法具有明显的优势，如设备简单、易操作、环保和制备的材料结晶性好等。到目前为止，采用水热法制备zn0纳米线阵列已经非常成熟，但是，将制备出的zn0纳米线阵列与p型聚合物混合，形成异质结光电子器件报道较少。此外，关于zno纳米线或纳米棒阵列和p型聚合物混合p-n异质结器件的报道较多，包括太阳能电池和发光二极管等。然而，基于zno纳米线阵列和p型聚合物混合光电二极管研究很少见报道。

2. 研究的基本内容

通过软件对zno异质结光电二极管进行建模仿真，改变zno表面结构和掺杂浓度，使zno异质结光电二极管的电学特性得到优化。主要内容如下 ：

（1）查阅国内外相关资料，研究zno作为异质结材料的独特优势，包括zno的结构和各种特性

（2）研究异质结光电二极管的结构和国内外研究现状

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案

查阅国内外相关资料，理解和掌握zno的电学特性和异质结光电二极管：

学习comsol软件，了解掌握光电二极管的模拟方法

4. 参考文献

[1]袁兆林,王燕,何龙旺,任亚杰,帅春江.zno纳米线阵列/pvk光电二极管制备与特性[j].陕西理工学院学报(自然科学版),2016,32(03):83-86 92.

[2]袁兆林.基于zno纳米线阵列和p3ht的混合光电二极管特性[j].光电子.激光,2014,25(01):36-41.

[3]张国宏,祁康成,权祥,文永亮.磁控溅射nio/zno透明异质结二极管及其光电特性研究[j].电子器件,2011,34(01):33-35.