CVD法制备Mg掺杂纳米ZnO及其电阻开关效应

发布时间：2018-06-08 19:21

  本文选题：化学气相沉积法 + ZnO　； 参考：《湘潭大学》2011年硕士论文

【摘要】：随着纳米技术的发展,出现了一系列应用前景广泛的半导体化合物材料。氧化锌(ZnO)属于Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体,是一种宽禁带直接带隙材料,在室温下其禁带宽度约为3.37 eV,激子结合能高达60 meV,呈六方形纤锌矿结构,具有优异的光电性能,成为近十年来研究的热门材料。MgO的禁带宽度约为7.7 eV,在ZnO纳米材料中掺入Mg元素,可以对ZnO的禁带宽度进行调制,使其在光电器件应用领域中的优势更加明显。 1、本文工作通过化学气相沉积法(CVD)制备了Mg掺杂的ZnO纳米材料,通过调节实验参数和使用不同的衬底制备了多种形貌的样品,并通过各种表征(SEM,EDS,XRD,PL谱和I-V扫描)详细分析了所制得样品的形貌、成分、生长机制、光学和电学性质。在Si(P型100)衬底制备出了Mg掺杂球形辐射状ZnO纳米棒,不含有其它杂质元素,呈现高度结晶的六方形结构,纳米棒从空心球壳上沿c轴向内外两个方向分别生长,这是一种自催化的生长方式。样品PL谱的特征峰显示出39 meV的峰位蓝移,说明Mg原子取代了原来晶格当中的Zn原子,禁带宽度变大了。 2、在Pt/TiO_2/SiO_2/Si(P型100)衬底上制备出了火柴棒状Mg_xZn_(1-x)O纳米线和注射器状Mg_xZn_(1-x)O纳米线,SEM图和XRD谱证实了火柴棒状Mg_xZn_(1-x)O纳米线的六方形结构。火柴棒状Mg_xZn_(1-x)O纳米线在生长过程中越长越粗,而注射器状Mg_xZn_(1-x)O纳米线则恰好相反,通过分析它们的生长机制发现,主要是衬底温度不同导致能否形成Pt-Zn合金。纳米线的PL谱中出现了四个峰,分别位于363nm、395nm、424nm、485nm处,其分别对应紫外、近紫外、蓝光和蓝绿光。 3、将Pt/TiO_2/SiO_2/Si衬底上制备的样品表面镀Pt电极,测试其I-V曲线,发现其展现出了电阻开关效应。纳米线展现出的是双极形电阻开关效应,但是高低电阻比RH /RL比较小;制备的薄膜展现出了单极形电阻开关效应,RH /RL在50倍左右,并且开启电压VSet和重置电压VReset都不大。分析其在低阻态(LRS)与高阻态(HRS)之间转换的机制发现,在低阻态(LRS)主要是导电细丝模型,而在高阻态(HRS)则可以用空间电荷限制电流(SCLC)效应来解释。
[Abstract]:With the development of nanotechnology, there are a series of semiconductor compound materials with wide application prospect. Zinc oxide (ZnO) belongs to 鈪，

本文编号：1996908