掺杂改善碳纳米材料接触电阻的实验研究

发布时间：2023-02-05 14:34

　　碳纳米管(CNT)作为先进碳纳米材料的典型代表,以其独特结构与优异特性被用来构筑各种纳米器件。但组装后CNT与金属间存在的较高接触电阻会使得器件在接触区域产生大量的焦耳热,这极大地限制了CNT在微纳电子领域的实际应用。基于CNT与金属间接触电阻的形成机理,掺杂方法可有效改善二者间的接触电阻。采用无电沉积法对CNT进行过渡金属金和钯的掺杂。对CNT掺金是将硝酸回流氧化后的CNT分散均匀并滴入金溶胶溶液中,经震荡沉积得到掺金CNT样品。对CNT掺钯是将混酸处理后的CNT分散均匀并浸入钯的无电沉积液中,分别经超声、静置和搅拌,得到掺钯CNT样品。将掺杂前后CNT样品用介电电泳法分别组装到金电极上,实时测量接触电阻。研究结果表明,硝酸回流与混酸氧化处理均可在CNT表面构造缺陷及含氧官能团。无电沉积法可成功地在CNT管壁掺入金和钯纳米粒子,其原子百分比分别为0.24%和19.75%,且二者的掺杂类型均为P型。掺金和掺钯CNT样品与电极间的接触电阻比原样分别降低了71.49%和71.09%。掺金和掺钯可有效改善CNT与金属电极间的接触电阻,这为推进CNT等先进碳纳米材料在微纳电子等领域的应用研究提...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
引言
第1章 绪论
    1.1 典型碳纳米材料概述
        1.1.1 碳纳米管
        1.1.2 石墨烯
    1.2 碳纳米材料发热产生的影响及改善方法
        1.2.1 碳纳米材料发热产生的影响
        1.2.2 改善方法
    1.3 碳纳米材料接触电阻介绍和掺杂研究现状
        1.3.1 碳纳米材料接触电阻介绍
        1.3.2 碳纳米材料掺杂研究现状
    1.4 研究目标与研究内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
第2章 酸氧化处理碳纳米管的实验研究
    2.1 硝酸回流氧化碳纳米管的实验及表征
        2.1.1 实验部分
        2.1.2 结果与分析
    2.2 混酸氧化碳纳米管的实验及表征
        2.2.1 实验部分
        2.2.2 结果与分析
    2.3 小结
第3章 无电沉积掺金改善碳纳米管接触电阻的实验研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验原料与设备
        3.1.2 实验过程
        3.1.3 表征方法
    3.2 表征结果分析
        3.2.1 样品形貌表征分析
        3.2.2 X射线光电子能谱分析
        3.2.3 拉曼光谱分析
        3.2.4 金掺杂碳纳米管的电接触性能
    3.3 小结
第4章 无电沉积掺钯改善碳纳米管接触电阻的实验研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验原料与设备
        4.1.2 实验过程
        4.1.3 表征方法
    4.2 表征结果分析
        4.2.1 制备反应机理
        4.2.2 样品形貌表征分析
        4.2.3 X射线光电子能谱分析
        4.2.4 拉曼光谱分析
        4.2.5 钯掺杂碳纳米管的电接触性能
    4.3 小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3735143