单晶体氧化锌微/纳米带电阻与长度的特性研究

发布时间：2021-07-16 14:02

　　采用化学气相沉积法制备单晶体氧化锌微/纳米带,通过银膏将其固定在镀有二氧化硅绝缘层的硅基板上,用镀有铂金属的导电原子力显微镜探针触碰单晶体氧化锌微/纳米带,构成测量回路。通过试验获得氧化锌微/纳米带电阻与其长度呈非线性关系,并且当长度到达切断长度时,微/纳米带电阻突然增大;试验测得切断长度为17.5μm,且切断长度附近的电阻与长度关系也是非线性。建立氧化锌微/纳米带的平面导电模型,说明在氧化锌微/纳米带中电子倾向于在主导电平面内运动。分析得出单晶体氧化锌微/纳米带晶格面的各向异性是使其电阻与长度呈指数的增长关系的主要原因,与试验相符。此外,通过向氧化锌内掺杂Bi₂O₃、Co₂O₃等杂质发现,杂质的加入能使氧化锌微/纳米带的电阻与长度的非线性关系发生改变。 

【文章来源】：机械工程学报. 2016,52(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

AFM探针测量氧化锌微/纳米带电阻示意图(插图为AFM探针与氧化锌接触时的光学图像)

?叩?测量。原子力显微镜的一大特点就是能选择与氧化锌微/纳米带的接触位置，这样可以在测量中保持一个恒力以减小系统误差。在图3a中标记的十字位置上施加负偏压获得的一系列的电流电压曲线，如图4所示。测量从纳米带银膏固定一端开始，到纳米带的自由端为止。所有的电流-电压曲线显示出不对称的曲线形状，正如图1所示在正向偏压条件下肖特基势垒为负电位。而且，随着长度的增加导电性会减弱。然而，从这些曲线中还不能下一个确定的结论，而且单晶体微/纳米带的电阻与它的长度的定量关系也需要进一步的数据处理。图2高分辨率透射电子显微镜下氧化锌微/纳米带图像整个测量回路呈现一个金属-半导体-金属的结构，这个结构的电阻由半导体微/纳米带电阻和肖特基电阻组成，这也是导致电流-电压曲线呈非线性的主要原因。不对称的电流-电压曲线形状是因为氧化锌微/纳米带元件拥有一个叫金属-半导体-金属的结构，这个结构的电阻由半导体电阻和肖特基电阻组成，通过镀铂探针和氧化锌微/纳米带接触形成(它由铂金属原子力显微镜探针和氧化锌微/纳米带接触形成半导体带和肖特基接触)。另一端的微/纳米带，在银膏和氧化锌微/纳米带的接触地方符合欧姆定律，而且这个电阻小到可以忽略不计。从这个设计所得到的电流电压曲线可知，它的特性就是典型的非线性电流电压，这是因为与氧化锌微/纳米带电阻相比肖特基势垒起到更大的作用。因为在同一测量电路中，无论连入电路中的氧化锌微/纳米带长度怎么变化，其肖特基接触电阻是不变的，而微/纳米带的电阻来源于整个环路的电阻减去肖特基势垒，它是一个测量电阻，并且是在当导电原子力显微镜探针在包括0长度的微/纳米带上获得电流电压曲线时出现的。(a)纳米带上测量位置图示(b)测量氧化锌电阻?

月2016年6月戴冰等：单晶体氧化锌微/纳米带电阻与长度的特性研究201个样本的表面非常平整。通过原子力显微镜接触模式建立了微/纳米带表面与镀铂导电探针之间的物理接触，这样闭合电路就能够完成电流电压曲线的测量。原子力显微镜的一大特点就是能选择与氧化锌微/纳米带的接触位置，这样可以在测量中保持一个恒力以减小系统误差。在图3a中标记的十字位置上施加负偏压获得的一系列的电流电压曲线，如图4所示。测量从纳米带银膏固定一端开始，到纳米带的自由端为止。所有的电流-电压曲线显示出不对称的曲线形状，正如图1所示在正向偏压条件下肖特基势垒为负电位。而且，随着长度的增加导电性会减弱。然而，从这些曲线中还不能下一个确定的结论，而且单晶体微/纳米带的电阻与它的长度的定量关系也需要进一步的数据处理。图2高分辨率透射电子显微镜下氧化锌微/纳米带图像整个测量回路呈现一个金属-半导体-金属的结构，这个结构的电阻由半导体微/纳米带电阻和肖特基电阻组成，这也是导致电流-电压曲线呈非线性的主要原因。不对称的电流-电压曲线形状是因为氧化锌微/纳米带元件拥有一个叫金属-半导体-金属的结构，这个结构的电阻由半导体电阻和肖特基电阻组成，通过镀铂探针和氧化锌微/纳米带接触形成(它由铂金属原子力显微镜探针和氧化锌微/纳米带接触形成半导体带和肖特基接触)。另一端的微/纳米带，在银膏和氧化锌微/纳米带的接触地方符合欧姆定律，而且这个电阻小到可以忽略不计。从这个设计所得到的电流电压曲线可知，它的特性就是典型的非线性电流电压，这是因为与氧化锌微/纳米带电阻相比肖特基势垒起到更大的作用。因为在同一测量电路中，无论连入电路中的氧化锌微/纳米带长度怎么变化，其肖特基接触电阻是不变的，而微/纳米


本文编号：3287152