ZnO纳米线场效应晶体管的制备及IV特性研究

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氧化锌(ZnO)纳米线的制备和特性研究是当今纳米科技最重要的研究热点。本论文在调研总结国内外半导体材料ZnO纳米线的制备和性质,研究文献的基础上,采用化学气相沉积(CVD)法,制备了高取向的ZnO纳米线,并研究分析了ZnO纳米线制备工艺,生长机理,及相关特性研究,制备了ZnO纳米线场效应晶体管。对制作的不情况下的场效应晶体管,进行了IV特性曲线的研究。获得了一些研究结果。1.采用CVD法,以摩尔比为1:1:0.1的ZnO,石墨,Zn粉末为原料,控制为1050℃条件下,在镀有金膜的Si片上生长出,结构均匀、取向性良好的ZnO纳米线,对上述制备的样品利用透射电镜(TEM),扫描电子电镜(SEM),X射线衍射(XRD),光致发光(PL)等测试手段进行相应的分析和表征。2.在Si片上热氧化生长一层SiO2绝缘层,利用热蒸发的方法在Si片上镀制金属薄膜,利用传统的离子刻蚀技术,在金属膜上刻饰出宽度大约为5,7,10μm的隔离沟道,分别作为源极和漏极,背面Si层作为栅极。采用静电探针和原子力探针技术,将单根ZnO纳米线搭接在沟道两端,构建出ZnO纳米线绝缘栅场效应晶体管,并对不同情况下的场效应晶体管进行IV特性曲线的测定。3.测试发现,ZnO纳米线与金属沟道的接触特性是影响ZnO纳米线场效应管IV特性的主要因素。直径较小的纳米线与沟道膜间较易形成电阻较小的肖特基接触,其IV曲线都呈较规则的对称分布特性。而直径较大纳米线组装的器件,因与金属沟道接触不易稳定,可能在两个接触点处形成接触电阻较大、势垒高度差异较大的的肖特基结,器件的IV曲线易表现出正向偏压电流远大于反向偏压电流的整流特性。实验也发现栅压是控制场效应晶体管的重要因素。我们的研究也表明ZnO纳米线的紫外敏感特性使得制备的ZnO纳米线场效应管对紫外光照也有较强的敏感作用,这意味着这种器件可用于紫外光检测敏感器件或光开关。
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