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六方钠钨青铜(h-NaxWO3)纳米线具有独特的一维孔道结构,孔道之中的钠离子可以在外加电场作用下沿孔道迁移,从而赋予纳米线优异的阻变行为。通过研究纳米线中的电荷-离子耦合输运行为,有望加深对氧化物阻变机制的了解,从而构筑稳定性好、可重复性高以及可调控性强的阻变存储器原型器件。 本研究主要内容包括:⑴通过水热法成功制备了高结晶度的、直径在在100-400 nm、长度在7-10μm的纳米线。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和X射线光电子能谱仪等证实所制备的产物为沿c轴生长的钠钨青铜纳米线。⑵利用光刻微纳加工工艺构建了基于单根纳米线的具有非对称接触势垒的Au/h-NaxWO3纳米线/Au器件,通过能量色散谱直接证明了Na离子在外加偏压所激发的电场作用下可以沿纳米线轴向漂移。⑶I-V测试结果表明Au/h-NaxWO3纳米线/Au器件在小偏压和大偏压下表现出不同的阻变行为。在大偏压作用下,钠离子的迁移可能导致在靠近NaxWO3纳米线和金电极接触的地方的钠离子浓度发生明显变化,而这改变了肖特基势垒的高度并引起器件发生高低阻态的转换。钠离子的迁移也引起其分布的无序化,导致了在导带尾出现局域态。因而在小偏压下,电子可以填充局域态或者从局域态释放,这也会引起器件发生高低阻态的转换。⑷利用开尔文力显微术获得了NaxWO3纳米线的表面电势分布,发现其表面电势在纳米线上的分布并不均匀。还用开尔文力显微术、静电力显微术和扫描微波阻抗显微术研究了利用化学气相沉积生长的二维NbS2/BN异质结和机械剥离的MoS2的电学性质。