本文關(guān)鍵詞：橫向結(jié)構(gòu)ZnO納米線陣列紫外探測(cè)器件的研究

  更多相關(guān)文章： ZnO納米線 紫外探測(cè)器 橫向生長(zhǎng) 橋接結(jié)構(gòu)

【摘要】：隨著生態(tài)環(huán)境的逐漸惡化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)健康的關(guān)注度逐漸提高,特別是對(duì)皮膚保護(hù)和環(huán)境健康監(jiān)測(cè)的日益重視,使得新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中多節(jié)點(diǎn)探測(cè)對(duì)紫外探測(cè)器的需求不斷增大,且越來(lái)越向著高靈敏度和小型化的方向發(fā)展。氧化鋅(ZnO)的納米結(jié)構(gòu)具有單晶程度高、比表面積大等優(yōu)異特性,成為納米器件的首選材料。本文通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)工藝嚴(yán)謹(jǐn)而細(xì)致的摸索,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后物理機(jī)制的深入探究,將納米技術(shù)結(jié)合到傳統(tǒng)微電子工藝中,采用水熱法片上制備了橫向結(jié)構(gòu)的ZnO納米線陣列紫外探測(cè)器件,在保證納米線結(jié)構(gòu)和特性完整以及器件整體均勻性的基礎(chǔ)上,有效地提高了器件的增益,縮短了響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間。本文主要內(nèi)容與結(jié)果如下:1、通過(guò)在不同襯底上和不同退火條件下實(shí)現(xiàn)垂直結(jié)構(gòu)ZnO納米線陣列,探討襯底形狀對(duì)ZnO納米線生長(zhǎng)的影響;采用四種不同的工藝方法實(shí)現(xiàn)橫向生長(zhǎng)的ZnO納米線陣列,并分析各方法對(duì)橫向結(jié)構(gòu)器件制備的利弊,從而確定橫向生長(zhǎng)ZnO納米線陣列的工藝流程。2、通過(guò)分析基于剝離種子層方法制備橫向生長(zhǎng)的ZnO納米線過(guò)程中,生長(zhǎng)初期各個(gè)階段的生長(zhǎng)形態(tài),提出了ZnO納米線在臺(tái)階拐角處成核生長(zhǎng)的橫向生長(zhǎng)機(jī)制,使得橋接結(jié)構(gòu)納米器件得以實(shí)現(xiàn)。3、對(duì)器件進(jìn)行了后續(xù)去除多余納米線處理,以及電極的二次加固,顯著提高器件的紫外響應(yīng)特性,也同時(shí)驗(yàn)證了在傳統(tǒng)微電子加工工藝中,引入納米技術(shù)的納米線生長(zhǎng)方式制備納米器件的可行性。4、分別嘗試了Cr和Au兩種金屬電極的器件結(jié)構(gòu):由于Cr電極對(duì)其上縱向生長(zhǎng)的納米線有抑制作用,導(dǎo)致橫向生長(zhǎng)納米線長(zhǎng)度可以到達(dá)對(duì)側(cè)電極,光電響應(yīng)方式為受表面氧離子吸附控制的光電導(dǎo)效應(yīng),光電流大但增益低,響應(yīng)和恢復(fù)速度慢。經(jīng)二次電極加固,納米線根部與電極金屬直接形成肖特基接觸,光電響應(yīng)方式變?yōu)楣夥?yīng),增益和速度得到了極大改善。由于Au電極對(duì)其上縱向生長(zhǎng)的納米線有催化作用,導(dǎo)致溶質(zhì)資源的競(jìng)爭(zhēng),相同時(shí)間,橫向生長(zhǎng)的納米線不能到達(dá)對(duì)側(cè),而是交叉橋接,但卻形成了紫外光誘導(dǎo)的橋接納米線間勢(shì)壘結(jié)高度調(diào)控機(jī)制,得到的器件特性最優(yōu):室溫1V偏壓下暗電流為10-9A,在20mW/cm2光照強(qiáng)度的365nm波長(zhǎng)紫外光照下,光暗電流比可達(dá)8×105,響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分別為1.1s和1.3s。
【關(guān)鍵詞】：ZnO納米線 紫外探測(cè)器 橫向生長(zhǎng) 橋接結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN23
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 ZnO薄膜紫外探測(cè)器11-12
• 1.2.2 單根ZnO納米線紫外探測(cè)器12-13
• 1.2.3 垂直結(jié)構(gòu)ZnO納米線陣列紫外探測(cè)器13-15
• 1.2.4 橫向結(jié)構(gòu)納米線紫外探測(cè)器的研究進(jìn)展15-18
• 1.3 本論文的研究目標(biāo)及主要內(nèi)容18-20
• 第二章 ZnO納米線陣列的水熱法生長(zhǎng)與器件制備工藝流程20-40
• 2.1 垂直結(jié)構(gòu)ZnO納米線陣列的水熱法生長(zhǎng)20-28
• 2.1.1 水熱合成法20-21
• 2.1.2 襯底晶格對(duì)ZnO納米線陣列生長(zhǎng)的影響21-26
• 2.1.3 種子層退火條件對(duì)氧化鋅納米線生長(zhǎng)的影響26-28
• 2.2 橫向生長(zhǎng)ZnO納米線陣列的實(shí)現(xiàn)28-34
• 2.2.1 基于ZnO種子層解理面的ZnO納米線的橫向生長(zhǎng)28-29
• 2.2.2 基于腐蝕種子層的ZnO納米線的橫向生長(zhǎng)29-31
• 2.2.3 基于剝離種子層的ZnO納米線的橫向生長(zhǎng)31-32
• 2.2.4 基于等離子體刻蝕種子層斷面的ZnO納米線的橫向生長(zhǎng)32-33
• 2.2.5 橫向生長(zhǎng)方法的選擇33-34
• 2.3 傳統(tǒng)微電子工藝與納米技術(shù)相結(jié)合的紫外探測(cè)器件制備34-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第三章 納米線生長(zhǎng)方式所決定的器件的光電響應(yīng)特性40-54
• 3.1 溶質(zhì)資源競(jìng)爭(zhēng)引起的不同金屬電極器件特性的差異40-46
• 3.1.1 溶質(zhì)資源競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象40-43
• 3.1.2 溶質(zhì)資源競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的器件結(jié)構(gòu)的差異43
• 3.1.3 不同金屬電極器件的紫外響應(yīng)特性43-46
• 3.1.3.1 Cr電極器件的紫外響應(yīng)特性45
• 3.1.3.2 Ti/Au電極器件的紫外響應(yīng)特性45-46
• 3.2 納米線陣列的橫向生長(zhǎng)與橋接器件結(jié)構(gòu)46-51
• 3.2.1 納米線的橫向生長(zhǎng)與光刻制備工藝46-47
• 3.2.2 納米線臺(tái)階處成核與生長(zhǎng)演化的觀測(cè)47-49
• 3.2.3 ZnO納米線的橫向生長(zhǎng)機(jī)制49-50
• 3.2.4 均勻的橋接結(jié)構(gòu)的納米線陣列探測(cè)器50-51
• 3.3 本章小結(jié)51-54
• 第四章 后工藝處理與器件特性的進(jìn)一步提高54-60
• 4.1 去納米線處理與二次電極加固54-55
• 4.2 Cr電極器件的特性改善55-57
• 4.3 Ti/Au電極器件特性改善57-58
• 4.4 器件的統(tǒng)計(jì)均勻性58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;王中林小組高分子納米線陣列制備取得新突破[J];光機(jī)電信息;2009年10期

2 韓祥云;;納米線陣列光電探測(cè)器的紫外特性研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2014年01期

3 韓祥云;;氧化鋅納米線陣列的制備工藝優(yōu)化研究[J];科技傳播;2014年04期

4 秦潤(rùn)華;;一維磁納米線陣列的制備及其應(yīng)用[J];微納電子技術(shù);2006年08期

5 曹淵;杜軍;陶長(zhǎng)元;劉作華;;磁性納米線陣列研究[J];壓電與聲光;2007年06期

6 任凌云;佘希林;王士財(cái);孫瑾;;直流電沉積法制備鐵納米線陣列及表征[J];電子元件與材料;2010年05期

7 劉飛;郭同義;李力;李立方;甘海波;陳軍;鄧少芝;許寧生;;圖案化氧化鎢納米線陣列的低溫制備工藝及其場(chǎng)發(fā)射特性研究[J];真空電子技術(shù);2012年03期

8 鐘維;王鵬偉;韓曉冰;俞大鵬;;基于氧化鎵納米線陣列的氣體探測(cè)器研究[J];電子顯微學(xué)報(bào);2014年01期

9 牛宇然,陳子瑜,黃沛霖,武哲;CoPt_3納米線陣列的制備及特性研究[J];信息記錄材料;2005年02期

10 甄鵬;郭子政;蘇琳峰;楊惠純;;鐵磁納米線陣列的Monte Carlo計(jì)算[J];信息記錄材料;2011年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 許雪飛;張麗英;薛德勝;;鐵氮系列納米線陣列的制備[A];第四屆全國(guó)磁性薄膜與納米磁學(xué)會(huì)議論文集[C];2004年

2 王秋芬;嚴(yán)慧羽;宋慶功;;幾何因素對(duì)鐵磁性納米線陣列磁滯回線的影響[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（3）[C];2007年

3 張軼群;施毅;濮林;鄭有p，

本文編號(hào)：684349