UV处理改善ZnO量子点紫外探测器制作(4)
纳米微粒尺寸小，表面大，位于表面的原子占相当大的比例（见表1.3）。随着粒径变小，比例急剧上升，引起性质上的变化。粒径小到一定程度，几乎所有的原子都集中在表面，表面积、表面能、表面结合能增大，并且由于不饱和，化学活性非常高。
表1.3纳米微粒尺寸与表面原子数的关系
纳米微粒尺寸/nm 包含总原子数 表面原子所占比例/%
10 30000 20
4 4000 40
2 250 80
1 30 99
1.3 ZnO纳米材料的制备方法
制备纳米ZnO的方法有很多种，根据制备环境不同，可以分为气相法和液相法两大类。气相法是指，在气体氛围下制备纳米ZnO纳米材料的方法，也就是说，源物质是气相或者通过一定的途径转变为气相，大多数属于物理方法。气相法主要有化学气相沉积法、溅射法 、脉冲激光沉积法 、分子束外延 等。液相法是指，在液体环境下制得纳米ZnO的方法，该方法通过化学溶剂传递能量，大多数可以看作是化学方法。液相法主要有溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法 、化学反应自组装法 等。
以下是几种ZnO纳米材料制备方法的简单介绍。
1.3.1 化学气相沉积法
化学气相沉积法的原理是，在衬底表面上通过一种或几种气体反应物进行化学反应，沉积下来的方法。其中，包含金属有机源的化学气相沉积法，又被称为金属有机化学气相沉积（MOCVD），这种方法生长效率高，存在大面积均匀性，能制备多层结构，掺杂灵活性，生产成本低等很多优势，已经被广泛应用在半导体光电领域。
在2004年，杨晓天 等人用P-MOCVD，也就是等离子体辅助的金属化学气相沉积方法，在衬底（蓝宝石、硅等）上沉积出高电阻且单一取向为c轴的薄膜ZnO材料，制备出采用MSM结构的光电导型ZnO紫外探测器，实验结果在375nm左右出现响应的峰值，处于紫外波段。
1.3.2 溅射法
溅射的基本原理是：高能粒子对靶材进行轰击，使得靶材上的分子或者原子被溅射出来，沉积到衬底上面。在近些年，利用的比较广泛的是磁控溅射，也就是用磁场控制溅射过程中的等离子体的运动方向，适用于大面积的沉积。它的优势在于，约40nm/min的高的沉积速率，溅射损伤低，反应衬底温度从室温开始到500℃，比较低，阻碍固相扩散等等，非常适合制取择优取向c轴的ZnO薄膜。
叶志镇小组 利用直流磁控溅射技术，在Al-N、In-N共掺杂等ZnO的制取方面取得了很多重要成果。
1.3.3 脉冲激光沉积法
脉冲激光沉积法(PLD)是一种（超）高真空薄膜制备工艺，这种方法的基本原理是：在制备材料的过程中，利用激光轰击靶材，把成膜所需的原子从靶材的表面剥离并且让其汽化，在具有一定温度的衬底上进行沉积。这种方法的优势在于，沉积速率可以进行控制，制得的薄膜平整度较高，靶材是可以根据需要进行更换的，所以实验方案灵活，适合制备多层结构薄膜以及超薄薄膜，等等。目前，这种方法已经制备出了用硅做衬底的ZnO基光电导型探测器。
1.3.4 水热法
水热法在液相中进行，其原理是将反应原料加入水中，在反应釜中控制高温高压的反应条件，原本难以发生的反应，在反应条件从常温常压转变为高温高压后，可以快速进行，从而获得所需要的产物，再离心提纯，获得更加纯净的纳米ZnO材料。可以将能溶于水的锌盐与碱液发生沉淀反应，生成Zn(OH) 的反应，和Zn(OH) 脱水这两种反应，同时在反应釜中进行，这样得到的ZnO颗粒粒度比起一般水热法小很多，并且结晶效果很好。这种方法的优势在于，操作简单方便，制取出的ZnO纳米材料结晶度完好，缺陷少，而且纯度高，尺寸相对均匀，ZnO颗粒的形貌易于控制。而这种方法的缺点也很明显，设备成本高，不适合大规模的工业投产，反应中温度、压强等参数的控制难以操作，在密闭的反应釜中反应，过程不可见也是弊端。
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