一维ZnS纳米结构：掺杂提升的高性能传感器与场效应器件研究

"本文主要探讨了物联网-智慧传输领域中的一个关键技术突破——基于可掺杂ZnS一维纳米结构高性能传感器的研究。ZnS作为重要的宽禁带II-Ⅵ族半导体，由于其3.7eV的禁带宽度，被广泛应用于显示屏、紫外发光二极管和紫外线传感器。然而，ZnS的本征性质导致其在纳米器件中的应用受限，因为其高绝缘性。 研究者采用化学气相沉积方法，精细调控Al和Cu2S作为掺杂源，分别制备出n型ZnS:Al纳米线和p型ZnS:Cu纳米带。通过FESEM、EDX、HRTEM、SAED和PL等技术对这些纳米结构进行了深入表征，确保了纳米线的尺寸均匀（30-90nm）和单晶纤维状结构，以及纳米带的六角形结构。结果显示，n型ZnS:Al纳米线表现出优异的电导性能，随着掺杂浓度的提升，电导率显著提高，电子浓度高达1.3×10^16 cm^-1，显示出高效的紫外传感和湿度传感特性。另一方面，P型ZnS:Cu纳米带的空穴浓度高达1.4×10^18 cm^-1，这使得它成为高速节能光探测器的理想选择。 研究还深入研究了这两种掺杂ZnS纳米结构在场效应晶体管（FET）的应用，尤其是背栅场效应晶体管（Back-gateFETs）和结型场效应晶体管（JFETs）。n型ZnS:Al纳米线FET显示出典型的n沟道场效应特性，随着掺杂浓度增加，栅极控制能力减弱，阈值电压减小，电子迁移率达到0.16 cm^2/Vs。这些发现表明，通过掺杂策略，可以显著改进ZnS纳米结构的性能，使其在物联网和智慧传输中发挥关键作用，如环境监测、光通信和无线数据传输等应用场景中具有巨大的潜力。 这项研究不仅深化了我们对一维ZnS纳米结构的理解，而且为设计和制造高性能、低能耗的纳米传感器和光电器件提供了创新路径，推动了物联网技术的发展，是物联网-智慧传输领域的重要科研成果。"