KCu 7 S 4 准一维纳米结构的电学特性与应用研究
发布时间：2022-02-11 12:36
目前低维纳米材料因其独特的光、电、磁和机械性能,在纳米器件领域拥有诸多应用。对三元铜基硫属化合物（A-Cu-S）进行K离子的掺杂,可以获得低维K-Cu-S体系的材料,KCu7S4是其中重要的一种,其晶格由具有准一维通道的三维Cu-S框架构成,因此KCu7S4既有较大的长宽比,又为电荷传输提供了直接的通路。本文基于液相可控合成的准一维KCu7S4纳米结构,探讨了其电学特性,并构建了基于其的纳米电子器件,具体研究成果如下:1.在强碱性溶液中,以KOH为K源,CuCl2·2H2O为Cu源,Na2S·9H2O为S源,制备了宽度为100-300 nm、长度可达数百微米的KCu7S4纳米带。XRD和XPS分析证实产物为体心四方晶系KCu7S4,物相比较纯净,结晶性也很好。紫外-可见-近红外吸收光...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带间本征光激发过程和杂质能级与导带或价带之间的非本征光激发过程
有异质结、同质结；从材料的导电类型来分类有 p-n 结，p-i-n 结；半导体和金属接触时则为肖特基结。结型光电探测器由于结的存在，内部存在内建电场，可以分离光生电子-空穴对，因此响应速度相比光电导型光电探测器大大提高。对于可见光和近红外波段，通常使器件处于反向偏置状态，即在器件上加上适当的反向偏压，这样可以缩短载流子渡越时间并减少结电容。另外部分材料制备的结型光电探测器会出现光生伏特效应，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe 等。由于内建电场的存在，受到光照时，在耗尽层产生的光生电子-空穴对会被内建电场分离，从而在两种材料之间形成电势差，加上负载之后就可对外放电，形成电流。正是由于这样，通过检测器件是否产生电流可以判断是否受到特定波段的光照，从而达到探测光的效果。如 2014 年，K. Das 等报道的基于单根 P 型掺杂的 Si 纳米线和 Cr/Au 电极形成的肖特基结构建的器件，表现出了良好的光电探测性能[29]。首先使用 Ag 离子辅助的办法刻蚀的 P 型 Si 纳米线阵列，然后将其剥离下来形成 Si 纳米线悬浊液，分散到 SiO2片上，再使用电子束曝光设备进行定位曝光，最后蒸镀 Cr/Au 电极。得到的器件，具有明显的光伏效应，如图 1.3 所示。
图 1.4 (a) 单极性电阻开关；(b) 双极性电阻开关Fig 1.4 (a) Unipolar resistive switching; (b) Bipolar resistive switching虽然 RRAM 的结构就是简单的 MIM 型，但是由于使用的阻变材料的种类非常复杂，而且使用的电极也不尽相同。因此这就导致了 RRAM 阻变转换机制的复杂性。目前对于 RRAM 的开关机制的模型很多，尚未统一，概括起来主要有以下几种：(1) 导电细丝模型。目前导电细丝(conductive filament)模型是最受认可的模型。这种模型认为RRAM 在高、低阻态之间转变是由于内部的导电通道的形成和熔断所导致的。在外加的电场作用下，阻变材料中的缺陷（空位）或者金属离子逐渐积累，最终形成一条连接上下电极的导电通道，使得器件进入低阻态[31]。电极反转之后，导电通道发生熔断，使得器件进入低阻态。如吴义良等人制备了基于单根Cu2-xSe 纳米线的非易失性存储器[41]，如图1.5(a)所示。右下角的插图为器件的 SEM 图，器件结构为典型的 MIM 结构，阻变材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺丝法制备纳米线阵列及其在电子与光电子领域中的应用（英文）[J]. 郑志,甘霖,翟天佑. Science China Materials. 2016(03)
[2]Single-Crystalline In Ga As Nanowires for Room-Temperature High-Performance Near-Infrared Photodetectors[J]. Huang Tan,Chao Fan,Liang Ma,Xuehong Zhang,Peng Fan,Yankun Yang,Wei Hu,Hong Zhou,Xiujuan Zhuang,Xiaoli Zhu,Anlian Pan. Nano-Micro Letters. 2016(01)
[3]K,Na掺杂Cu-S纳米晶的水热合成及对结构、性能的影响[J]. 万步勇,苑进社,冯庆,王奥. 物理学报. 2013(17)
[4]红外技术在未来军事技术中的地位和作用[J]. 蔡毅,潘顺臣. 红外技术. 1999(03)
[5]物理学与新型（功能）材料专题系列介绍（Ⅲ） 开拓原子和物质的中间领域──纳米微粒与纳米固体[J]. 张立德,牟季美. 物理. 1992(03)
博士论文
[1]低维半导体纳米材料制备、表征及纳米器件研究[D]. 程传伟.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]InAs/GaSb基Ⅲ-Ⅴ族纳米结构的制备及光电学性质研究[D]. 陈新亮.湖南大学 2016
[2]纳米线/带基复合结构LED研究[D]. 吴远鹏.浙江大学 2015
[3]基于二元金属氧化物的阻变存储器研究[D]. 张晓然.西安电子科技大学 2014
本文编号：3620293
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带间本征光激发过程和杂质能级与导带或价带之间的非本征光激发过程
有异质结、同质结；从材料的导电类型来分类有 p-n 结，p-i-n 结；半导体和金属接触时则为肖特基结。结型光电探测器由于结的存在，内部存在内建电场，可以分离光生电子-空穴对，因此响应速度相比光电导型光电探测器大大提高。对于可见光和近红外波段，通常使器件处于反向偏置状态，即在器件上加上适当的反向偏压，这样可以缩短载流子渡越时间并减少结电容。另外部分材料制备的结型光电探测器会出现光生伏特效应，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe 等。由于内建电场的存在，受到光照时，在耗尽层产生的光生电子-空穴对会被内建电场分离，从而在两种材料之间形成电势差，加上负载之后就可对外放电，形成电流。正是由于这样，通过检测器件是否产生电流可以判断是否受到特定波段的光照，从而达到探测光的效果。如 2014 年，K. Das 等报道的基于单根 P 型掺杂的 Si 纳米线和 Cr/Au 电极形成的肖特基结构建的器件，表现出了良好的光电探测性能[29]。首先使用 Ag 离子辅助的办法刻蚀的 P 型 Si 纳米线阵列，然后将其剥离下来形成 Si 纳米线悬浊液，分散到 SiO2片上，再使用电子束曝光设备进行定位曝光，最后蒸镀 Cr/Au 电极。得到的器件，具有明显的光伏效应，如图 1.3 所示。
图 1.4 (a) 单极性电阻开关；(b) 双极性电阻开关Fig 1.4 (a) Unipolar resistive switching; (b) Bipolar resistive switching虽然 RRAM 的结构就是简单的 MIM 型，但是由于使用的阻变材料的种类非常复杂，而且使用的电极也不尽相同。因此这就导致了 RRAM 阻变转换机制的复杂性。目前对于 RRAM 的开关机制的模型很多，尚未统一，概括起来主要有以下几种：(1) 导电细丝模型。目前导电细丝(conductive filament)模型是最受认可的模型。这种模型认为RRAM 在高、低阻态之间转变是由于内部的导电通道的形成和熔断所导致的。在外加的电场作用下，阻变材料中的缺陷（空位）或者金属离子逐渐积累，最终形成一条连接上下电极的导电通道，使得器件进入低阻态[31]。电极反转之后，导电通道发生熔断，使得器件进入低阻态。如吴义良等人制备了基于单根Cu2-xSe 纳米线的非易失性存储器[41]，如图1.5(a)所示。右下角的插图为器件的 SEM 图，器件结构为典型的 MIM 结构，阻变材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺丝法制备纳米线阵列及其在电子与光电子领域中的应用（英文）[J]. 郑志,甘霖,翟天佑. Science China Materials. 2016(03)
[2]Single-Crystalline In Ga As Nanowires for Room-Temperature High-Performance Near-Infrared Photodetectors[J]. Huang Tan,Chao Fan,Liang Ma,Xuehong Zhang,Peng Fan,Yankun Yang,Wei Hu,Hong Zhou,Xiujuan Zhuang,Xiaoli Zhu,Anlian Pan. Nano-Micro Letters. 2016(01)
[3]K,Na掺杂Cu-S纳米晶的水热合成及对结构、性能的影响[J]. 万步勇,苑进社,冯庆,王奥. 物理学报. 2013(17)
[4]红外技术在未来军事技术中的地位和作用[J]. 蔡毅,潘顺臣. 红外技术. 1999(03)
[5]物理学与新型（功能）材料专题系列介绍（Ⅲ） 开拓原子和物质的中间领域──纳米微粒与纳米固体[J]. 张立德,牟季美. 物理. 1992(03)
博士论文
[1]低维半导体纳米材料制备、表征及纳米器件研究[D]. 程传伟.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]InAs/GaSb基Ⅲ-Ⅴ族纳米结构的制备及光电学性质研究[D]. 陈新亮.湖南大学 2016
[2]纳米线/带基复合结构LED研究[D]. 吴远鹏.浙江大学 2015
[3]基于二元金属氧化物的阻变存储器研究[D]. 张晓然.西安电子科技大学 2014
本文编号：3620293
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