通過水熱法制備了單晶介孔鈦酸鉛（PbTiO₃）納米線,利用原位透射電子顯微技術(shù)對其進(jìn)行了電輸運(yùn)性能研究。結(jié)果表明,單根介孔PbTiO₃納米線表現(xiàn)出非線性、不對稱的I/V特性;小偏壓下表現(xiàn)為歐姆特性,I-V數(shù)據(jù)滿足線性關(guān)系;在較高偏壓下表現(xiàn)為肖特基發(fā)射,且ln（J）-E^1/2數(shù)據(jù)滿足較好線性規(guī)律;在更高偏壓下,由于鐵電疲勞和熱發(fā)射現(xiàn)象增強(qiáng),表現(xiàn)為混合發(fā)射; PbTiO₃納米線整體表現(xiàn)出良好的鐵電性能,對鐵電納米器件電學(xué)性能的調(diào)控和優(yōu)化有一定的參考意義。 

【文章來源】：電子顯微學(xué)報(bào). 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

a.Log(I)-V關(guān)系曲線，對應(yīng)于I-V曲線(0-16 V)。插圖b所示為0-5 V電場范圍內(nèi)，電流I與電壓V之間的關(guān)系曲線;插圖c所示為5-12 V電場范圍內(nèi)，ln(J)與電場強(qiáng)度(E1/2)之間的關(guān)系曲線;插圖d所示為12-16 V電場范圍內(nèi)，ln(J)與電場強(qiáng)度(E1/2)之間的關(guān)系曲線。

鈦酸鉛納米線形貌如圖1a所示，可看到，退火10 min的PTO納米線的長度約為5～15μm，直徑約為50～300 nm。從圖1b可看出，介孔的直徑約為10～20 nm，且分布較為均勻。介孔的產(chǎn)生是因?yàn)榧{米線從前鈣鈦礦相轉(zhuǎn)變?yōu)殁}鈦礦相時(shí)，納米線基體密度變大，體積收縮而造成[8]。PTO納米線是單晶材料，且極化方向是沿著納米線方向[9]，如圖1b中插圖。與鈦酸鉛塊體c/a值(1.064)相比，介孔鈦酸鉛納米線c/a值(1.059)更小，這可能是由于介孔的存在而導(dǎo)致。由于室溫下鈦酸鉛具有自發(fā)極化，因此介孔的正負(fù)極化面會(huì)富集極化電荷，界面電荷密度約為1020cm-3[10]，進(jìn)而影響PTO納米線的電輸運(yùn)性能。2 結(jié)果與討論

為了分析PTO內(nèi)部電子的傳導(dǎo)機(jī)制，將I-V數(shù)據(jù)重建為log(I)-E的函數(shù)，如圖3所示。0～5 V范圍內(nèi)，電流I∝電壓V，如圖3b，為歐姆傳導(dǎo)機(jī)制;5～12 V范圍內(nèi)，ln(J)-E1/2數(shù)據(jù)滿足較好線性規(guī)律，如圖3c，表現(xiàn)為肖特基熱電子發(fā)射機(jī)制;12～16 V區(qū)間內(nèi)ln(J)-E1/2數(shù)據(jù)表現(xiàn)較為離散，如圖3d，考慮到鐵電疲勞和熱發(fā)射電子的影響，此階段為混合發(fā)射機(jī)制。圖3 a.Log(I)-V關(guān)系曲線，對應(yīng)于I-V曲線(0-16 V)。插圖b所示為0-5 V電場范圍內(nèi)，電流I與電壓V之間的關(guān)系曲線;插圖c所示為5-12 V電場范圍內(nèi)，ln(J)與電場強(qiáng)度(E1/2)之間的關(guān)系曲線;插圖d所示為12-16 V電場范圍內(nèi)，ln(J)與電場強(qiáng)度(E1/2)之間的關(guān)系曲線。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3443458