單根SnO2納米線器件的電輸運及氣敏性質(zhì)研究.pdf

1、具有四方金紅石結(jié)構(gòu)的SnO2納米線是一種直接寬帶隙的N型半導(dǎo)體材料，在室溫下的禁帶寬度為3.6 eV。同時由于納米線的形貌結(jié)構(gòu)擁有大的比表面積、高的表面活性以及量子尺寸效應(yīng)等特點具有優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能，使其在氣敏傳感器、紫外光探測器、太陽能電池材料以及鋰電池等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價值。在本論文中，我們通過交流電場組裝的方法成功構(gòu)筑了基于肖特基接觸的單根SnO2納米線器件，通過退火處理和紫外光輻射的方法研究了調(diào)控單根SnO2納米線電流輸運

2、特性的因素。在納米線的輸運特性的基礎(chǔ)上，我們在不同條件下測試了單根SnO2納米線器件的氣敏特性。具體的研究內(nèi)容如下幾點:
　　在第二章我們利用化學(xué)氣相沉積的方法合成出了SnO2納米線，通過對納米線的形貌和結(jié)構(gòu)的表征，我們得出了納米線的生長過程符合VLS機理。并通過熱燒結(jié)的方法成功的在納米線上負(fù)載了粒徑在20 nm左右的金納米顆粒，最后利用交流電場組裝的方法構(gòu)筑了單根SnO2納米線器件。
　　在第三章中，我們通過對構(gòu)筑成功的單

3、根納米線器件進行不同溫度的退火處理后發(fā)現(xiàn):隨著退火溫度的升高，一部分器件由肖特基接觸逐步轉(zhuǎn)化為歐姆接觸，而另外一部分器件則仍是肖特基接觸。隨后我們對不同接觸類型的納米線器件在紫外光照射下進行電學(xué)測試得到結(jié)果:基于肖特基接觸的器件相比于歐姆接觸的器件對紫外光有很高的靈敏度和快速的響應(yīng)速度，對紫外光的靈敏度高達4個數(shù)量級，我們分析上述原因可能是兩種接觸類型的器件對紫外光響應(yīng)機理不同造成的。
　　第四章我們對不同接觸類型的器件在不同條件

4、下，分別對10 ppm的H2S和100 ppm的CO做了氣敏實驗測試:在相同的溫度條件下，肖特基型器件對H2S的靈敏度比歐姆型器件提高了將近2個數(shù)量級，響應(yīng)、恢復(fù)速度也有很大提高，主要是由于納米線的反向電流隨肖特基勢壘處吸附氧的脫附量呈指數(shù)變化導(dǎo)致的。在紫外光輻射下，氣敏器件對H2S的靈敏度提高了80％，對CO的靈敏度提高了317％，響應(yīng)和恢復(fù)速度都有提高，說明紫外光輻射是一種提高器件氣敏性能的有效方法。我們合成了粒徑在20 nm左右的