[资源] 纳米带/纳米线的光电特性及其应用

一、纳米带/纳米线简介
    纳米带和纳米线都是重要的一维纳米结构。纳米带，一般指带状纳米结构，它的横断面为矩形；纳米线是线状，横断面为圆形。纳米带/线的宽度/直径约在几十到几百个纳米，长度在若干微米的量级。它们结构规范，很少有缺陷，通常为纯净的单晶。常见的氧化物纳米带/线有ZnO、SnO2、In2O3等。

三、基于纳米带/纳米线的微器件
3. 光电探测器
    对于半导体纳米带的光电导特性，最直接的应用就是光电探测器。
    纳米带/纳米线并不一定都是置入在器件中的，去年Sensor上一篇文章报道直接在Si上采用热蒸发的方法长出ZnO “纳米桥”。如果这个技术成熟了，那么就免去了复杂的E-beam lithography去固定纳米材料。而且据文中所说，用这个方法制备出的器件，其光敏特性比之前的ZnO纳米线器件都要好。

二、纳米带/纳米线的光电导特性
    一些半导体在不同的光照条件下电导率会发生变化，这种现象叫做光电导效应。半导体纳米带同样具有这种效应。例如ZnO纳米线，室温下禁带宽度约为3.37eV，用365nm波长的紫外光照射，电导率变化可以达到4至6个数量级。CdS纳米带，室温下禁带宽度约为2.42eV，白光照射前后电导率可以变化4个数量级。
    要得到光照前后电导率的大小，一般通过测量伏安曲线来实现。将单根纳米带的两端搭在电极上，或是从纳米带上引出两根电极，对纳米带施加特定的光辐射，同时测量纳米带的I-V曲线，曲线的斜率就是电导率。
    如此显著的光敏特性使得这些一维半导体材料在光电探测器、光电开关、存储器等光敏元器件方面有着潜在的应用。由于某些硫化物和氧化物半导体纳米带光电导变化和吸附氧有关，不同气氛中的光敏特性不同，所以还可以利用这一性质制备气敏传感器。

三、基于纳米带/纳米线的微器件
1. 肖特基二极管
  黑暗条件下器件显示了良好的整流特性，当用大于禁带宽度的光照射，器件又表现出欧姆特性。值得注意的是，图2中的纳米线是放置在电极上的，两端并未固定；而在图4中，拜E-beam lithography 工艺技术所赐，已经可以实现纳米带两端的固定。对于电学测量来说，固定与否的意义不大，但是对于力学测量（拉、压、划、震动等）来说这一步是至关重要的。

三、基于纳米带/纳米线的微器件
2. 场效应晶体管
  伟大的E-beam lithography再次登场，制造出结构更加复杂的MOSFET。基于ZnO纳米线的耗尽型MOSFET漏电流很小，具有良好的夹断和饱和特性，而且对紫外光响应强烈。