Příprava nanostrukur ZnO pro piezoelektrické nanogenerátory

Abstract

Táto práca sa zaoberá problematikou polovodičových nanoštruktúr ZnO, ich vlastnosťami a metódami prípravy, so zameraním na rast z chemického roztoku - chemical bath deposition. Vďaka relatívne vysokým piezoelektrickým koeficientom nachádzajú nanoštruktúry ZnO jedno z možných využití v oblasti piezoelektrických nanogenerátorov. V teoretickej časti práce popisujeme základnú konštrukciu nanogenerátora využívajúceho vertikálne integrované nanotyčky ZnO a diskutujeme ich kľúčové vlastnosti pre aplikáciu v piezoelektrických zariadeniach. Praktická časť je zameraná na prípravu ZnO zárodočných vrstiev na vodivom substráte sol-gel metódou. Skúmame vlastnosti získaných zárodočných vrstiev v závislosti na parametroch prípravy (teplote žíhania) a ich prvotnú elektrickú charakterizáciu. Významná časť práce je následne venovaná príprave orientovaných polí vertikálne rastúcich nanotyčiek ZnO na týchto vrstvách pomocou elektrónovej litografie

This thesis deals with the issue of ZnO semiconductor nanostructures, their properties and preparation methods, with focus on growth from chemical solution - chemical bath deposition. Due to their relatively high piezoelectric coefficients, ZnO nanostructures find one of the possible applications in the field of piezoelectric nanogenerators. In the theoretical part of this work we describe basic structure of a nanogenerator using vertically integrated ZnO nanorods and discuss their key properties for application in piezoelectric devices. The experimental part of our thesis is focussed on the preparation of ZnO seed layers on a conductive substrate using the sol-gel method. We investigate the properties of the obtained seed layers depending on the preparation parameters (annealing temperature) and their initial electrical characterization. A significant part of our work is then dedicated to the preparation of vertically oriented arrays of ZnO nanorods on these seed layers by the use of electron beam lithography process.