| Acknowledgements | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 摘要 | 第7-13页 |
| Table of Figures | 第13-17页 |
| Chapter 1 Introduction and Literature Review | 第17-37页 |
| 1.1 Nanotechnology and Nanomaterials | 第18-20页 |
| 1.1.1 Semiconductor Nanowires | 第18-19页 |
| 1.1.1.1 Growth of Nanowires | 第19页 |
| 1.1.2 Semiconductor Nanoparticles | 第19-20页 |
| 1.2 Applications of Semiconductor Nanowires | 第20-26页 |
| 1.2.1 Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor | 第20-22页 |
| 1.2.1.1 Types of MOSFET | 第20-21页 |
| 1.2.1.2 Transfer and Output Characteristics of an FET | 第21页 |
| 1.2.1.3 FET Parameters | 第21-22页 |
| 1.2.2 Photodetectors | 第22-24页 |
| 1.2.2.1 Photodetector's Parameters | 第23页 |
| 1.2.2.2 Optoelectronic Processes in Photodetectors | 第23-24页 |
| 1.2.3 Single Electron Transistor | 第24-26页 |
| 1.2.3.1 Mechanism of Single Electron Transistor | 第24-25页 |
| 1.2.3.2 Conditions for Coulomb Blockade | 第25-26页 |
| 1.3 Literature Review | 第26-34页 |
| 1.3.1 Field-Effect Transistor | 第26-27页 |
| 1.3.2 Photodetector | 第27-31页 |
| 1.3.3 Single Electron Transistor | 第31-34页 |
| 1.4 Layout of the Thesis | 第34-37页 |
| Chapter 2 Fabrication and Measurement Techniques | 第37-53页 |
| 2.1 Introduction | 第38页 |
| 2.2 Synthesis Techniques for Nanparticles | 第38-39页 |
| 2.3 Fabrication Techniques for Devices | 第39-46页 |
| 2.3.1 Photolithography | 第39-42页 |
| 2.3.1.1 Cleaning | 第40页 |
| 2.3.1.2 Photoresist Coating | 第40页 |
| 2.3.1.3 Pre-Baking or Soft Baking | 第40页 |
| 2.3.1.4 Mask Alignment and Exposure | 第40-41页 |
| 2.3.1.5 Development of Pattern | 第41页 |
| 2.3.1.6 Post-Baking or Hard Baking | 第41页 |
| 2.3.1.7 Plasma Cleaning | 第41-42页 |
| 2.3.2 Metallization | 第42-43页 |
| 2.3.2.1 Working Principle of Thermal Evaporator | 第42-43页 |
| 2.3.2.2 Lift-Off Process | 第43页 |
| 2.3.3 Nanowire Drop-Casting | 第43-44页 |
| 2.3.4 Electron-Beam Lithography | 第44-45页 |
| 2.3.5 Wire Bonding | 第45-46页 |
| 2.4 Characterization Techniques for Nanoparticles and Nanodevices | 第46-53页 |
| 2.4.1 Structural and Morphological Characterization Techniqucs | 第46-48页 |
| 2.4.1.1 X-Ray Diffraction Technique | 第46-47页 |
| 2.4.1.2 Scanning Electron Microscopy | 第47-48页 |
| 2.4.1.3 Transmission Electron Microscopy | 第48页 |
| 2.4.2 Electrical Characterizations | 第48-51页 |
| 2.4.2.1 Impedance Spectroscopy | 第49页 |
| 2.4.2.2 Electrical Probe Station | 第49-50页 |
| 2.4.2.3 Semiconductor Parameter Analyzer | 第50页 |
| 2.4.2.4 Home-Made Dip-Stick | 第50-51页 |
| 2.4.3 Optical Measurements | 第51-53页 |
| 2.4.3.1 Photoluminescence Spectroscopy | 第51-52页 |
| 2.4.3.2 Photodetection System | 第52-53页 |
| Chapter 3 Electrical Transport Mechanism and Dielectric Properties of Zinc Sulfide (ZnS)Nanoparticles | 第53-67页 |
| 3.1 Introduction | 第54-55页 |
| 3.2 Experimental Details | 第55-56页 |
| 3.2.1 Synthesis of ZnS Nanoparticles | 第55-56页 |
| 3.2.2 Pallet and Electrodes Formation | 第56页 |
| 3.3 Results and Discussion | 第56-66页 |
| 3.3.1 Structural and Morphological Characteriations | 第57页 |
| 3.3.2 DC Transport Characterization | 第57-62页 |
| 3.3.3 The Dielectric Properties | 第62-66页 |
| 3.4 Conclusion | 第66-67页 |
| Chapter 4 Temperature Dependent Field Effect Mobility of Gallium Arsenide (GaAs) SingleNanowire Based Field Effect Transistor | 第67-77页 |
| 4.1 Introduction | 第68页 |
| 4.2 Experimental Details | 第68-70页 |
| 4.2.1 Growth of Nanowires | 第69页 |
| 4.2.2 Fabrication of Field Effect Transistor | 第69-70页 |
| 4.3 Results and Discussion | 第70-76页 |
| 4.3.1 SEM Analysis | 第70页 |
| 4.3.2 Electrical Measurements | 第70-76页 |
| 4.3.2.1 Room Temperature Measurement | 第70-73页 |
| 4.3.2.2 Calculations for Mobility and Carrier Concentration | 第73-74页 |
| 4.3.2.3 Low Temperature Measurement | 第74-76页 |
| 4.4 Conclusion | 第76-77页 |
| Chapter 5 High Responsivity Photodetection by Self-Catalyzed Phase-pure GaAs SingleNanowire | 第77-93页 |
| 5.1 Introduction | 第78-79页 |
| 5.2 Experimental Details | 第79-80页 |
| 5.2.1 Nanowire Growth | 第79-80页 |
| 5.2.2 Fabrication of Photodetector | 第80页 |
| 5.2.3 Photoluminescence System | 第80页 |
| 5.3 Results and Discussion | 第80-91页 |
| 5.3.1 Photodetection Characteristics | 第80-89页 |
| 5.3.2 Photoluminescence Spectroscopy | 第89-91页 |
| 5.4 Conclusion | 第91-93页 |
| Chapter 6 Coulomb Oscillations in Zinc Oxide (ZnO) Single Nanobelt Based Quantum DotTransistor and Single Electron Pumping in ZnO Quantum Dot | 第93-109页 |
| 6.1 Introduction | 第94-96页 |
| 6.2 Experimental Details | 第96-97页 |
| 6.3 Results and Discussion | 第97-107页 |
| 6.3.1 Single Electron Transistor | 第98-103页 |
| 6.3.1.1 Single Electron Tunneling Junction | 第99-102页 |
| 6.3.1.2 Multi Electron Tunneling Junctions | 第102页 |
| 6.3.1.3 Charging Energy and QD Size Calculations | 第102-103页 |
| 6.3.2 Single and Double Electron Pumping in QD | 第103-107页 |
| 6.3.2.1 Pumping Mechanism | 第104页 |
| 6.3.2.2 Pumping Results | 第104-107页 |
| 6.4 Conclusion | 第107-109页 |
| Chapter 7 Summary of the Thesis | 第109-113页 |
| References | 第113-128页 |
| List of publications | 第128-130页 |
| Awards | 第130-131页 |
