銀摻雜二氧化錫納米顆粒膜的電輸運性質(zhì)研究.pdf

1、由納米量級金屬顆粒和絕緣體母體組成的納米顆粒薄膜具有極其豐富的物理性質(zhì),為了研究量子隧穿作用以及電子-電子相互作用對金屬納米顆粒膜電子輸運性質(zhì)的影響,本文用磁控濺射法制備了一系列厚度約為500nm的Ag-SnO2顆粒膜,利用X射線能譜分析確定Ag的體積分?jǐn)?shù)x,得到x的分布范圍為0.20?x?0.90,并用臺階儀、透射電子顯微鏡和物理性能測試系統(tǒng)分別分析了樣品的厚度、薄膜內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)以及電子輸運性質(zhì)。
　　當(dāng)x從~0.20增大到~0

2、.90時,Ag-SnO2顆粒膜依次出現(xiàn)兩個逾滲轉(zhuǎn)變,并在每個逾滲閾值附近(x>xci,i=1,2),電導(dǎo)率與體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系都很好的滿足經(jīng)典逾滲公式。在第一個逾滲閾值xc1(xc1>xc2)附近發(fā)生的逾滲現(xiàn)象,起源與經(jīng)典的逾滲類似,其逾滲網(wǎng)絡(luò)是由最近鄰的Ag顆粒之間的隧穿連接構(gòu)成的。而第二個逾滲轉(zhuǎn)變則源于次近鄰的銀顆粒之間的隧穿作用。本文的結(jié)果為金屬-絕緣體顆粒膜當(dāng)中的隧穿作用相關(guān)理論提供了可靠的實驗依據(jù)。
　　我們也仔細測量了Ag

3、-SnO2顆粒膜在金屬區(qū)域(10.65cx?x?)電導(dǎo)率和霍爾系數(shù)隨溫度的變化,在這個區(qū)域,Ag-SnO2顆粒膜表現(xiàn)出強耦合性。其電導(dǎo)率在2到~100K的溫度范圍內(nèi)都遵從??lnT的規(guī)律,這是顆粒結(jié)構(gòu)中的電子-電子相互作用導(dǎo)致的。同時,在更大的溫區(qū)內(nèi)(從液氦溫度一直到接近室溫),薄膜的霍爾系數(shù)RH與溫度的關(guān)系為lnHR?T,根據(jù)顆粒膜的電子電子相互作用理論,這種lnT的依賴關(guān)系同樣源于電子的庫侖作用,也稱虛電子散射。這些結(jié)果為近期三維金