微電極制作工藝研究及其在一維納米材料導(dǎo)電特性測(cè)量中的應(yīng)用探索.pdf

1、一維納米材料(納米管、納米線(xiàn)、納米棒等)是一類(lèi)備受關(guān)注的場(chǎng)發(fā)射冷陰極材料，其場(chǎng)致電子發(fā)射特性主要受如下幾個(gè)與材料直接相關(guān)的因素影響：幾何結(jié)構(gòu)、表面功函數(shù)以及導(dǎo)電特性。其中材料的電導(dǎo)被認(rèn)為是影響其場(chǎng)致電子發(fā)射性能的重要因素之一。如何高效、準(zhǔn)確地表征一維納米冷陰極材料的電導(dǎo)特性是目前真空納微電子學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)難題，也是研究熱點(diǎn)之一。 本學(xué)位論文開(kāi)展了微電極制作工藝研究及其在一維納米材料導(dǎo)電特性測(cè)量中的應(yīng)用探索，目的是探討一種能方便

2、地對(duì)單根一維場(chǎng)致電子發(fā)射納米材料的電導(dǎo)特性進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)方法。論文的工作主要包括兩個(gè)方面： 1.使用電子束光刻技術(shù)，開(kāi)展微電極制作工藝的研究，獲得制作微電極的各項(xiàng)工藝參數(shù)。應(yīng)用電子束光刻在平躺于襯底上的單根ZnO納米線(xiàn)上制作微電極，并對(duì)其直流電流-電壓(I-V)特性進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果表明，使用熱蒸發(fā)法制備的ZnO納米線(xiàn)的電阻率較大，同一批次制備的ZnO納米線(xiàn)，其電阻率隨著納米線(xiàn)直徑的減小而增加。 2.由于使用電子束光刻電極制

3、作技術(shù)只能對(duì)平躺于基底上的納米線(xiàn)進(jìn)行研究，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)直立的一維納米冷陰極進(jìn)行原位的電導(dǎo)和場(chǎng)發(fā)射特性表征。針對(duì)這一問(wèn)題，我們提出了采用懸臂電極對(duì)直立的一維納米冷陰極材料進(jìn)行原位電導(dǎo)測(cè)試的新思路，研制四探針懸臂器件。使用微加工技術(shù)，成功地制作了寬度為～36 μm，間隔為～44μm的導(dǎo)電微懸臂梁，掌握了系列的微加工工藝條件，為后續(xù)研制適用于單根直立一維納米冷陰極原位電導(dǎo)測(cè)試的納米懸臂梁器件打下了基礎(chǔ)。論文還探討了應(yīng)用懸臂電極實(shí)現(xiàn)單根直立一維納