Selective growth of ZnO nanorods (NRs) have been demonstrated using thickness contrast in In-doped ZnO (IZO) quantum dot (QD) seed layer. The use of IZO QD as a seed layer has enabled the direct growth of ZnO nanorods on soft substrates such as polyethylene terephthalate (PET) and polydimethylsiloxane (PDMS). Depending on the annealing temperature, the seed layers show different grain sizes: as the annealing temperature increases, the seed grain size also increases accordingly. Interestingly, the hydrothermal growth of ZnO NRs has been found to depend on the seed grain size: the larger grain seed sample shows earlier start of growth compared to smaller seed grain counterpart. The same growth behavior has been found in the growth of ZnO NRs on seed layers having different thickness, due again to the difference in seed grain size. To advantageously exploit the observed growth behavior, the IZO QDs seed layers have been patterned by soft lithographic technique, which led to the formation of alternating thin/thick region periodically. On this patterned seed surface, the thin regions showed earlier start of NRs growth compared to thick regions, enabling the spatially selective growth of ZnO NRs. When applied for acetone gas sensors, the selectively grown sample showed better performance than the non-selectively grown counterpart. The low resistance in air, due to increased amount of chemisorbed oxygen, has been found to be responsible for the inferior sensor performance with non-selectively grown sample.

中文翻译：

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在 In 掺杂的 ZnO 量子点种子层中通过厚度对比选择性生长 ZnO 纳米棒

使用 In 掺杂 ZnO (IZO) 量子点 (QD) 种子层中的厚度对比证明了 ZnO 纳米棒 (NR) 的选择性生长。使用 IZO QD 作为种子层，可以在聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 等软质基材上直接生长 ZnO 纳米棒。根据退火温度的不同，种子层显示出不同的晶粒尺寸：随着退火温度的升高，种子晶粒尺寸也相应增加。有趣的是，已发现 ZnO NR 的水热生长取决于种子晶粒尺寸：与较小的种子晶粒对应物相比，较大的晶粒种子样品显示出较早的生长开始。在具有不同厚度的种子层上生长 ZnO NR 时也发现了相同的生长行为，这同样是由于种子晶粒尺寸的差异。为了有利地利用观察到的生长行为，IZO QDs 种子层已通过软光刻技术图案化，这导致周期性地形成交替的薄/厚区域。在这个图案化的种子表面上，与厚区域相比，薄区域显示出更早的 NR 生长开始，从而实现了 ZnO NR 的空间选择性生长。当应用于丙酮气体传感器时，选择性生长的样品比非选择性生长的样品表现出更好的性能。由于化学吸附氧的量增加，空气中的低电阻已被发现是导致非选择性生长样品的传感器性能较差的原因。这导致周期性地形成交替的薄/厚区域。在这个图案化的种子表面上，与厚区域相比，薄区域显示出更早的 NR 生长开始，从而实现了 ZnO NR 的空间选择性生长。当应用于丙酮气体传感器时，选择性生长的样品比非选择性生长的样品表现出更好的性能。由于化学吸附氧的量增加，空气中的低电阻已被发现是导致非选择性生长样品的传感器性能较差的原因。这导致周期性地形成交替的薄/厚区域。在这个图案化的种子表面上，与厚区域相比，薄区域显示出更早的 NR 生长开始，从而实现了 ZnO NR 的空间选择性生长。当应用于丙酮气体传感器时，选择性生长的样品比非选择性生长的样品表现出更好的性能。由于化学吸附氧的量增加，空气中的低电阻已被发现是导致非选择性生长样品的传感器性能较差的原因。选择性生长的样品比非选择性生长的样品表现出更好的性能。由于化学吸附氧的量增加，空气中的低电阻已被发现是导致非选择性生长样品的传感器性能较差的原因。选择性生长的样品比非选择性生长的样品表现出更好的性能。由于化学吸附氧的量增加，空气中的低电阻已被发现是导致非选择性生长样品的传感器性能较差的原因。