隨著全球變暖和能源危機(jī)的來臨,尋找可再生的綠色能源是全人類可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)。宏觀上,光能、熱能、風(fēng)能等新型能源逐步替代石油、煤等傳統(tǒng)能源是必然的趨勢。微觀上,良好的獨(dú)立性、持久性、安全性、生物兼容性、靈敏性、便攜性,是不斷發(fā)展和研究的目標(biāo)。納米器件由于其尺寸小,被廣泛的應(yīng)用于集成電路、傳感器、存儲器、生物植入、納米機(jī)器人等領(lǐng)域。本課題將從一維金屬氧化物微/納米材料的應(yīng)用出發(fā),通過構(gòu)筑雙電極端結(jié)構(gòu)的器件來對環(huán)境中熱能和機(jī)械能進(jìn)行利用,以實(shí)現(xiàn)單根一維微/納米材料在納米發(fā)電機(jī)、可調(diào)控電阻開關(guān)及可重復(fù)編輯的多比特非易失型存儲器等方面的應(yīng)用。目前,對于能夠進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換的納米器件來說,其工作原理大多基于熱電效應(yīng)和熱釋電效應(yīng),這些器件的工作通常依賴于時間上或者空間上分布的溫度梯度。為了解決器件對溫度變化的依賴,本文制備了一種能在恒溫條件下獲取熱能并產(chǎn)生穩(wěn)定直流電信號的微/納米熱發(fā)電機(jī),在工作時無需營造出時間或空間上分布的溫度梯度。這種微/納米發(fā)電機(jī)是單根Zn2-XSnO4/ZnO核殼結(jié)構(gòu)微/納米線構(gòu)造的雙電極結(jié)構(gòu)器件,在207至300 oC時,單個器件的電流輸出達(dá)到最大值,通過并聯(lián)發(fā)電機(jī)可進(jìn)一步... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 一維納米材料的制備方法
        1.2.1 物理氣相沉積
        1.2.2 模板法
        1.2.3 刻蝕技術(shù)
        1.2.4 靜電紡絲技術(shù)
        1.2.5 化學(xué)氣相沉積
        1.2.6 溶膠凝膠法
        1.2.7 溶劑熱技術(shù)
        1.2.8 碳熱還原法
    1.3 一維微/納米材料在自供能系統(tǒng)中的應(yīng)用
        1.3.1 一維微/納米材料在壓電納米發(fā)電機(jī)及其自供能系統(tǒng)中的應(yīng)用
        1.3.2 一維微/納米材料在摩擦納米發(fā)電機(jī)及其自供能系統(tǒng)中的應(yīng)用 ..· 12
        1.3.3 一維微/納米材料在熱電納米發(fā)電機(jī)方面及其自供能系統(tǒng)中的應(yīng)用
        1.3.4 一維微/納米材料在自供能光探測方面的應(yīng)用
        1.3.5 一維微/納米材料在自供能的其他方面的應(yīng)用
    1.4 一維納米器件在電阻開關(guān)及非易失性存儲方面的應(yīng)用
        1.4.1 阻變式存儲器的工作原理
        1.4.2 一維微/納米材料在電阻開關(guān)及阻變式存儲器的應(yīng)用
    1.5 本論文的主要工作
第2章 單根Zn2-XSnO4/ZnO微/納米線熱驅(qū)動直流發(fā)電機(jī)的性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 主要原料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.2 Zn2-XSnO4/ZnO微/納米線的制備及器件構(gòu)筑
        2.2.3 測試儀器
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 Zn2-XSnO4/ZnO微/納米線的形貌及結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 單個熱發(fā)電機(jī)的性能研究
        2.3.3 熱發(fā)電機(jī)并聯(lián)的性能研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單根ZnO:K, Cl納米線的巨熱阻效應(yīng)及多比特非易失性溫度存儲性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 主要原料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.2.2 K, Cl共摻雜ZnO微/納米線的制備及器件構(gòu)筑
        3.2.3 測試儀器
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 K, Cl共摻雜的Zn O微/納米線的形貌及結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 器件的溫度響應(yīng)及存儲效應(yīng)
        3.3.3 器件的工作原理
        3.3.4 溫度調(diào)控的多阻態(tài)效應(yīng)
        3.3.5 電壓調(diào)控的多阻態(tài)效應(yīng)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 單根ZnO:In微/納米線構(gòu)筑的背對背二極管及非易失性多比特存儲器的性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 主要原料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        4.2.2 In-ZnO微/納米線的制備及器件構(gòu)筑
        4.2.3 測試儀器
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1. 形貌及結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 陷阱態(tài)調(diào)控機(jī)制
        4.3.3 可調(diào)控的背對背肖特基二極管
        4.3.4 非易失性多比特存儲器
    4.4 本章小結(jié)
第5章 單根ZnO:In微/納米線的壓阻效應(yīng)及非易失性多比特存儲性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 主要原料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備、試劑及儀器
        5.2.2 單根In-ZnO微/納米線雙電極結(jié)構(gòu)器件的構(gòu)筑
        5.2.3 測試儀器
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 壓阻開關(guān)效應(yīng)
        5.3.2 應(yīng)力寫入的非易失性存儲效應(yīng)
        5.3.3 應(yīng)力擦除的非易失性多比特存儲效應(yīng)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3040692