納米材料由于有著大的比表面積、高的表面活性能,在空氣氛圍下易于吸附氣體分子。因此,納米材料表界面的氣體吸附狀態(tài)對納米材料的性能,諸如:催化、電學(xué)輸運(yùn)、光檢測、氣敏傳感等,有著很大的影響。其中,固/氣界面處吸附的氣體離子是一種重要的表面態(tài)。例如,吸附在ZnO、TiO₂表面及其與金屬形成的肖特基接觸界面處的氧負(fù)離子,可以在紫外光照射和還原性氣體氣氛中發(fā)生脫附,是光檢測和氣敏傳感的基礎(chǔ)。同時(shí),這些吸附的氧負(fù)離子參與納米材料表界面的化學(xué)反應(yīng),是光催化、電催化的基礎(chǔ)。當(dāng)前,固/氣界面處氣體離子的研究主要集中在氣體分子在材料表面的自發(fā)吸附過程,及其對材料性能的影響和調(diào)控。然而,對氣體離子的吸附過程缺少有效的調(diào)控手段。這主要是由于現(xiàn)有的氣體電離設(shè)備成本高、體積大,難以與微納米器件實(shí)現(xiàn)原位結(jié)合。2017年,王中林教授課題組利用摩擦納米發(fā)電機(jī)輸出電壓高的特性,實(shí)現(xiàn)了對氣體的定量化電離,并將其作為電離源成功地應(yīng)用于氣相質(zhì)譜儀中。我們小組也在2018年報(bào)道了摩擦納米發(fā)電機(jī)在空氣氣氛下的電離放電特性�；谝陨涎芯勘尘�,我們在本論文中利用摩擦納米發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的空氣電離,提出了氣體離子?xùn)耪{(diào)控技... 

【文章來源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MOS-FET的結(jié)構(gòu)示意圖

到小尺寸制造技術(shù)的限制；同時(shí)，還受到一些基本物理學(xué)原理如量子隧穿效應(yīng)、電介質(zhì)擊穿等限制[17]。1.2.3 摩擦電子學(xué)場效應(yīng)管2014 年以來，張弛等人利用摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出電壓作為柵極電壓調(diào)制半導(dǎo)體源漏極之間的電流，得到摩擦電子學(xué)場效應(yīng)晶體管(CE-FET)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械作用力直接調(diào)控場效應(yīng)管的源漏極電流，這在人機(jī)信息交換領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值[18, 19, 29, 30, 32]。

觸界面處感應(yīng)出相應(yīng)的負(fù)電荷，在 Si 中形成一個(gè)耗盡區(qū)，耗盡區(qū)減小了半導(dǎo)體 Si 的導(dǎo)電溝道，此時(shí)的場效應(yīng)管為耗盡型。上極板由金屬和 Kapton 構(gòu)成，當(dāng)，Kapton 與下電極鋁極板再外加機(jī)械力作用接觸分離時(shí)，Kapton 中感應(yīng)出相應(yīng)的負(fù)電荷。同時(shí)，在負(fù)電荷的庫倫作用下，半導(dǎo)體 Si 與 SiO2的接觸界面處感應(yīng)出相應(yīng)的正電荷，在 Si 中形成一個(gè)增強(qiáng)區(qū)，半導(dǎo)體 Si 中載流子濃度增大，此時(shí)的場效應(yīng)管為增強(qiáng)型。接觸分離式摩擦納米發(fā)電機(jī)的上下電極分離高度達(dá)到 80 μm 時(shí)，耗盡型型場效應(yīng)管的源漏極電流從 13.4μA 降低至 1.9 μA；增強(qiáng)型場效應(yīng)管的源漏極極電流從 2.4 μA 增大至 12.1 μA。相較于壓電效應(yīng)作為柵極驅(qū)動的場效應(yīng)管，摩擦納米發(fā)電機(jī)作為柵極驅(qū)動的場效應(yīng)管對半導(dǎo)體的電學(xué)輸運(yùn)有著更強(qiáng)的調(diào)控性能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池富鋰材料中離子摻雜、表面包覆、表面氧空位修飾的作用機(jī)理及其聯(lián)合機(jī)制[J]. 李敏,王艷麗,吳曉燕,段磊,張春明,何丹農(nóng).  化學(xué)進(jìn)展. 2017(12)
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本文編號：2953745