Ag/ZnO纳米线肖特基势垒中氧气吸附的光、电双重调控

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yzlang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
具有纤锌矿结构的ZnO是一种直接带隙、宽禁带的n型半导体材料,它在室温下的禁带宽度为3.37eV,激子结合能高达60 meV,是一种明星半导体材料。而作为一维材料的ZnO纳米线由于具有大的比表面积、高的表面活性以及优异的光电特性得到了广泛研究。其中,ZnO纳米线肖特基势垒器件在光检测、气体传感等方面表现出优异的性能。大量研究表明,纳米线表面吸附的氧气是调控势垒的关键因素。但是,在Au、Pt等贵金属与ZnO纳米线形成的肖特基势垒中,金属-半导体的功函差与吸附氧气同时对势垒的电学输运特性产生影响和控制作用,这对我们更加深入地研究吸附氧对肖特基势垒控制的机制、发展吸附氧的调控手段造成了困难。本文将采用功函数较低的Ag作为金属电极与ZnO纳米线形成接触,消除功函数差对势垒的影响,研究这种接触中氧气的吸附对肖特基势垒的控制作用,并研究光照、电压调控等手段对氧气吸附、脱附的控制作用,在此基础上发展新型的光电器件。  本研究分为三个部分:第一章介绍了研究背景,介绍了ZnO纳米线肖特基势垒的基本特性及其在发展高性能光电器件中的应用。氧气吸附是控制 ZnO纳米线肖特基势垒的关键因素,基于氧气吸附对势垒的控制,可以发展紫外光检测器、气敏传感器等器件。通过背景论述分析了目前研究中存在的问题,提出本论文的研究思路。第二章通过化学气相沉积(CVD)法在Si基底上制备了ZnO纳米线,并利用场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射仪(XRD)对纳米线进行了表征。结果表明我们制备的纳米线产量大、结晶性优良,符合气-液-固(V-L-S)生长机理。同时,我们探索出了一种利用显微镜结合三维移动平台操控纳米Ag墨水在位制备ZnO纳米线器件的方法,该方法具有简便、高效、成本低的优点。通过电学测试,我们验证了低功函的Ag与ZnO纳米线之间可以形成肖特基势垒。通过光电流的测试,我们发现氧气吸附在Ag/ZnO肖特基势垒中起到关键的控制作用。第三章发现在Ag/ZnO纳米线肖特基势垒中,氧气的脱附受到紫外光照和反偏电压两种因素的调控,在此基础上发展了一种新型的电阻开关器件,这种器件只有在光照和反偏电压的共同作用下才能从高阻态变为低阻态,单独施加“光”或“电”其中的一种调控都不能产生电阻开关特性。通过对开关特性的分析,我们提出了氧气在光和电共同作用下的微观脱附机制。基于这种新型的电阻开关器件,我们发展出了两种新型器件:双向可控整流二极管,以及“光”“电”混合逻辑门电路。在双向可控整流二极管中,可以通过控制调控电压的极性来调控二极管的整流方向。在“光”“电”混合逻辑门电路中,可以对“光”和“电”两种不同类型的输入信号进行逻辑“与”门运算。
其他文献
小学一年级语文的一个重要教学目标就是让孩子多识字,有主动识字的愿望。教材中,要求学生认识最常用的、出现频率最高的汉字733个。这733个汉字的覆盖率可以达到小学生常用阅
为进一步加强对各地各部门贯彻执行《党政领导干部选拔任用工作条例》工作的指导,帮助广大党员、干部群众学习理解条例的内容和精神,中央组织部在认真研究的基础上,提出了《
近几年室温磁制冷材料的研究已经取得了很大的进展,其中Mn-Fe基磁制冷材料具有巨磁热效应、价格低廉、制备工艺简单等优点有望成为大批量商业化生产的最佳候选材料。本文主要
本文选取三量子阱模型,采用变分法讨论GaAs/AlxGa1-xAs有限深量子阱中势垒厚度对激子行为的影响.  首先,简要综述了关于多层材料量子阱结构模型的一些物理性质,总结比较了无限
随着经济的快速发展,人类社会对能源的需求也日益增加。随着传统化石能源的大量开发和利用,不可再生资源的枯竭以及严重的环境污染问题成为人类社会可持续发展的制约因素之一。太阳能发电作为一种环保无污染的清洁能源受到了越来越多的关注。在所有种类的太阳能电池中,硅基太阳能电池发展较早,其技术较为成熟,单结晶硅太阳能电池其效率已高达25%。但由于其吸收率较低且生产制造成本较高,在一定程度上限制了其长远发展和大规
随着全球工业化进程的加快,世界能源危机和环境污染已成为各个国家不容忽视的问题,严重制约着人类发展。研究和开发新能源已成为全球能源发展的趋势。而热电材料作为可再生的新
阿姆斯特丹密度泛函(Amsterdam Density Functional,简称ADF)方法是国际公认的一种高效的计算方法,它基于密度泛函理论的第一性原理分析,采用线性标度和并行技术,非常适合团簇领域
自从1959年Ga2-xFexO3(0.7<x<1.4)首次合成成功后,由于其具有多种铁的性能,如铁磁性,铁电性和铁弹性,这些性质在一定温度范围内表现出磁电效应、磁介效应等新的效应,使得这种材料在
学生能够获得知识、提高能力,应当说完全得益于学生的学习。郭毅浩先生编撰的《高效课堂:模式与案例》所提课堂模式之名近二十种,读毕该书使我心胸开朗,深深感到虽然模式之名
传统中西方绘画的最大区别,在于观看方式的不同,落实到绘画作品上是画幅具体呈现形式的区别。卷轴画作为中国独有的绘画形式,通过观看时的展与放,画面的构图布局,通过虚实留