论文部分内容阅读
氧化锌作为宽带隙半导体材料,具有众多优异的特性,在许多领域中被广泛应用,诸如纳米发电机、紫外探测器、压敏传感器、记忆存储器等等。单晶体氧化锌纳米带结晶度高,并且比表面积大,具有优异的电学性能,是组成纳米器件的主要材料之一,目前几乎所有相关文章都将目光集中在半导体纳米结构的电流-电压性质上,而有关电阻与长度的机理则无人问津,因此,研究单晶体半导体纳米带的基本导电性能够对改良纳米器件的性能起到重要作用。本文选用化学气相沉积法制备氧化锌纳米带,该方法的主要优点是制备的氧化锌纳米带具有非常高的结晶度,便于实验研究。对制备的氧化锌纳米带进行表征,测试结果显示所制备氧化锌结构具有良好的带状结构,且表面光滑,尺寸均匀,经过进一步电子衍射分析确认氧化锌纳米带呈纤锌矿结构,其生长方向沿[0110]方向。为了研究氧化锌纳米带电阻与长度的关系,我们将其用银膏固定在涂有二氧化硅绝缘层的硅基板上,并用涂有铂金属层的原子力显微镜探针通过接触纳米带构成电流-电压测量回路,通过实验确定了氧化锌纳米带的导电特性。针对氧化锌纳米带内部的导电特性,采用有限元法,分别对各向同性与各向异性材料的导电性进行分析,并分析主导电平面与生长方向相同时的电流密度分布情况。本文最后研究了掺杂物对氧化锌压敏电阻性能的影响,实验选用Bi2O3和Co2O3作为主要掺杂物,并在相同条件下对掺杂含量不同的样品性能参数进行比较。本文不但研究了氧化锌纳米带的特殊导电机理,而且为改良纳米器件功能提供了依据,对研制新一代高性能纳米器件打下坚实的基础。