CVD法制備Mg摻雜納米ZnO及其電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng).pdf

1、隨著納米技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一系列應(yīng)用前景廣泛的半導(dǎo)體化合物材料。氧化鋅(ZnO)屬于Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體,是一種寬禁帶直接帶隙材料,在室溫下其禁帶寬度約為3.37eV,激子結(jié)合能高達(dá)60meV,呈六方形纖鋅礦結(jié)構(gòu),具有優(yōu)異的光電性能,成為近十年來(lái)研究的熱門(mén)材料。MgO的禁帶寬度約為7.7eV,在ZnO納米材料中摻入Mg元素,可以對(duì)ZnO的禁帶寬度進(jìn)行調(diào)制,使其在光電器件應(yīng)用領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)更加明顯。
　　1、本文工作通過(guò)化學(xué)氣相沉積法

2、(CVD)制備了Mg摻雜的ZnO納米材料,通過(guò)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)和使用不同的襯底制備了多種形貌的樣品,并通過(guò)各種表征(SEM,EDS,XRD,PL譜和I-V掃描)詳細(xì)分析了所制得樣品的形貌、成分、生長(zhǎng)機(jī)制、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。在Si(P型100)襯底制備出了Mg摻雜球形輻射狀ZnO納米棒,不含有其它雜質(zhì)元素,呈現(xiàn)高度結(jié)晶的六方形結(jié)構(gòu),納米棒從空心球殼上沿c軸向內(nèi)外兩個(gè)方向分別生長(zhǎng),這是一種自催化的生長(zhǎng)方式。樣品PL譜的特征峰顯示出39meV的峰位

3、藍(lán)移,說(shuō)明Mg原子取代了原來(lái)晶格當(dāng)中的Zn原子,禁帶寬度變大了。
　　2、在Pt/TiO2/SiO2/Si(P型100)襯底上制備出了火柴棒狀MgxZn1-xO納米線和注射器狀MgxZn1-xO納米線,SEM圖和XRD譜證實(shí)了火柴棒狀MgxZn1-xO納米線的六方形結(jié)構(gòu)?；鸩癜魻頜gxZn1-xO納米線在生長(zhǎng)過(guò)程中越長(zhǎng)越粗,而注射器狀MgxZn1-xO納米線則恰好相反,通過(guò)分析它們的生長(zhǎng)機(jī)制發(fā)現(xiàn),主要是襯底溫度不同導(dǎo)致能否形成Pt

4、-Zn合金。納米線的PL譜中出現(xiàn)了四個(gè)峰,分別位于363nm、395nm、424nm、485nm處,其分別對(duì)應(yīng)紫外、近紫外、藍(lán)光和藍(lán)綠光。
　　3、將Pt/TiO2/SiO2/Si襯底上制備的樣品表面鍍Pt電極,測(cè)試其I-V曲線,發(fā)現(xiàn)其展現(xiàn)出了電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)。納米線展現(xiàn)出的是雙極形電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng),但是高低電阻比RH/RL比較小;制備的薄膜展現(xiàn)出了單極形電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng),RH/RL在50倍左右,并且開(kāi)啟電壓VSet和重置電壓VReset都不