低維納米材料的模板法制備及其原位電學(xué)特性表征.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，電子器件的特征尺寸已經(jīng)達(dá)到納米尺度，材料的小尺寸效應(yīng)成為影響器件性能不可忽視的因素（例如，高電場(chǎng)效應(yīng)、窄溝道效應(yīng)、以及短溝道效應(yīng)）。因而，研究納米尺度下的低維納米材料在電場(chǎng)作用下的電學(xué)特性及其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性顯得尤為重要。
　　納米材料制備技術(shù)的高速發(fā)展為制備小尺寸、結(jié)構(gòu)可控的低維納米材料提供了可能。原位電子顯微技術(shù)，結(jié)合了透射電子顯微鏡的高分辨率、化學(xué)成分分析及材料精細(xì)結(jié)構(gòu)表征等優(yōu)勢(shì)，能夠在原子尺度下實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)

2、觀察材料在外場(chǎng)作用下的結(jié)構(gòu)演變及器件的失效過(guò)程。基于以上思路，本文具體內(nèi)容包括:
　　1)低維納米材料的制備。采用電化學(xué)沉積法在有機(jī)溶劑體系和水溶液體系中分別制備了同質(zhì)納米線(CuS、CdS)、異質(zhì)納米線Cu/NiCu;介紹了ZnSe/Ge異質(zhì)納米線的氣相沉積合成以及VO2納米顆粒的制備。用透射電子顯微鏡分析了上述納米材料的生長(zhǎng)狀態(tài)、元素構(gòu)成以及晶體結(jié)構(gòu)。研究表明，通過(guò)調(diào)節(jié)沉積電流參數(shù)可以調(diào)制同質(zhì)納米線的結(jié)晶形態(tài)，硫化鎘(CdS)

3、呈現(xiàn)多晶形態(tài)，硫化銅(CuS)納米線呈現(xiàn)單晶結(jié)構(gòu)，從生長(zhǎng)機(jī)理上來(lái)分析，形態(tài)的差異化是由成核和晶核生長(zhǎng)相互競(jìng)爭(zhēng)造成的;Cu/NiCu和ZnSe/Ge異質(zhì)納米線呈現(xiàn)多晶結(jié)構(gòu)，在異質(zhì)結(jié)界面處存在晶格畸變和扭曲不可避免;水熱法制備VO2納米顆粒呈現(xiàn)出低溫相。
　　2)研究了同質(zhì)納米線在電負(fù)載下的電學(xué)特性。以CuS納米線為代表，研究了Cu2+在電場(chǎng)作用下的遷移規(guī)律及其對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電類(lèi)型的影響，研究結(jié)果表明:六方相的CuS納米線表現(xiàn)出的二極管特

4、性是由納米線前端的Cu2+遷出和嵌入導(dǎo)致;立方相的CuS0.95表現(xiàn)出的負(fù)微分特性發(fā)生在正向偏置區(qū)，是由離子遷移速率滯后于電學(xué)信號(hào)所導(dǎo)致。
　　3)研究了異質(zhì)納米線結(jié)構(gòu)界面的電學(xué)特性。ZnSe、Ge分別都是典型半導(dǎo)體材料，對(duì)于ZnSe/Ge異質(zhì)納米線，通過(guò)原位電學(xué)測(cè)試表明，發(fā)現(xiàn)其與同質(zhì)納米線不同，表現(xiàn)出高阻特性，分析表明這是由于ZnSe/Ge異質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在晶格失配以及材料的載流子本征激發(fā)濃度過(guò)低導(dǎo)致的。
　　4)研究了納米顆