本文關(guān)鍵詞：ZnO納米棒復合阻變存儲器工作機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：ZnO納米棒具有寬禁帶、易于制備合成和優(yōu)秀的光學性能等優(yōu)點,在電子和光電子器件領(lǐng)域有著很好的應用價值。由于載流子在兩個維度上受限,Zn O納米棒更有利于電子在一個維度上形成定向的導電通道。近年來,基于Zn O納米棒的阻變存儲器逐漸被報道,但是器件的參數(shù)尚有差距,器件的工作機理也還有爭論。本論文開展Zn O納米棒阻變存儲器件的制備、表面改性等實驗研究,在此基礎(chǔ)上對器件結(jié)構(gòu)和工作機理方面進行了分析討論。具體開展了以下工作:1在不同的生長溫度下以化學浴沉積技術(shù)制備了不同直徑的ZnO納米棒陣列,并制備了結(jié)構(gòu)為ITO/Zn O NRs/Al的存儲器件。借助I-V曲線和熒光光譜分析了器件的電流傳導機制和阻變機制,發(fā)現(xiàn)器件在不同的電阻態(tài)下分別屬于歐姆傳導和空間電荷限制電流(SCLC)傳導機制,正向電場作用下納米棒表面耗盡區(qū)的氧空位V++密度增大,完善了電子傳輸?shù)膶щ娂毥z通道,器件實現(xiàn)了由高阻態(tài)向低阻態(tài)的轉(zhuǎn)變;反向電壓下,導電通道斷裂,器件重新獲得了高阻態(tài)。2將熱注入法得到的PbS量子點旋涂在高密度ZnO納米棒陣列頂端形成ZnO/PbS異質(zhì)結(jié)。相比于單層Zn O納米棒的存儲器件,復合薄膜器件的開關(guān)比提高了約20倍。正向偏壓下,氧空位在Zn O/Pb S異質(zhì)結(jié)的積累降低了接觸面的勢壘,與Zn O納米棒表面形成的導電細絲共同作用,器件由高阻態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥钁B(tài);負向偏壓下,積累在Zn O/Pb S異質(zhì)結(jié)處的氧空位減少,導電細絲斷裂,器件由低阻態(tài)轉(zhuǎn)變回高阻態(tài)。3在錐形ZnO納米棒表面旋涂碳量子點構(gòu)筑了復合薄膜電雙穩(wěn)器件,相比于單純的ZnO納米棒的器件,開關(guān)比提高了大約100倍。C量子點修飾前后器件的C-V曲線的平帶電壓漂移由0.2 V增加到了2.7 V,計算得到器件的陷阱密度從4.09×1010 cm-3增大到5.63×1011cm-3。分析認為碳量子點表面存在的多種官能團增加了器件對電子的俘獲與限制,提高了器件的高阻態(tài)阻值,從而器件的開關(guān)比獲得提高。
【關(guān)鍵詞】：ZnO納米棒 PbS量子點 異質(zhì)結(jié) C量子點 表面修飾 阻變機制
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP333;O471.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 基于納米材料的阻變器件9-11
• 1.1.1 基于零位納米材料（量子點）的阻變器件9-10
• 1.1.2 基于一維納米材料的阻變器件10-11
• 1.1.3 基于二維納米材料的阻變器件11
• 1.2 半導體器件中載流子的傳輸機制11-14
• 1.2.1 FN隧穿11-12
• 1.2.2 空間電荷限制電流12-13
• 1.2.3 熱電子發(fā)射13
• 1.2.4 歐姆傳導13-14
• 1.3 阻變存儲器件的電阻轉(zhuǎn)變機制14-17
• 1.3.1 空間電荷限制電流模型14-15
• 1.3.2 導電細絲模型15-16
• 1.3.3 與界面相關(guān)的阻變機制16-17
• 1.4 本論文涉及的表征手段和測試方法17-19
• 1.4.1 X-射線衍射分析17
• 1.4.2 傅里葉變換紅外光譜分析17
• 1.4.3 掃描電子顯微鏡17-18
• 1.4.4 光致發(fā)光光譜分析18
• 1.4.5 紫外-可見吸收光譜分析18
• 1.4.6 Keithley 4200半導體分析儀18
• 1.4.7 原子力顯微鏡18
• 1.4.8 等離子體表面處理儀18-19
• 1.5 基于ZnO納米棒阻變存儲器的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.6 本論文的主要研究內(nèi)容20-21
• 第二章 單層ZnO納米棒陣列阻變存儲器的性能與阻變機理21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 ZnO納米棒陣列阻變存儲器件的制備21-23
• 2.3 ZnO納米棒的材料特性表征23-25
• 2.3.1 ZnO納米棒的晶體結(jié)構(gòu)23-24
• 2.3.2 ZnO納米棒的光致發(fā)光和吸收光譜24
• 2.3.3 ZnO納米棒的形貌與組分分析24-25
• 2.4 單層ZnO納米棒陣列存儲器件導電過程與阻變機制分析25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 ZnO/PbS異質(zhì)結(jié)阻變存儲器件的機制研究31-38
• 3.1 引言31
• 3.2 材料與器件的制備與表征31-35
• 3.2.1 PbS量子點的制備與表征31-33
• 3.2.2 ZnO納米棒和PbS量子點復合結(jié)構(gòu)的制備與表征33-34
• 3.2.3 器件的制備34-35
• 3.3 器件的電學性能測試與分析35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 表面修飾對ZnO納米棒阻變存儲器性能的影響38-49
• 4.1 引言38
• 4.2 C量子點修飾對器件存儲性能的影響38-42
• 4.2.1 器件ITO/ZnO NRs(CQDs)/Al的制備38-40
• 4.2.2 材料的表征與分析40-42
• 4.3 器件的電學性能測試與分析42-46
• 4.4 氬氣等離子體處理ZnO納米棒對器件存儲性能的影響46-48
• 4.4.1 Ar等離子體處理的實驗過程和器件的制備46
• 4.4.2 結(jié)果分析與討論46-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 全文總結(jié)49
• 5.2 今后工作展望49-51
• 參考文獻51-57
• 發(fā)表論文和科研情況說明57-58
• 致謝58-59

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 米日古力·莫合買提;阿布力孜·伊米提;尤努斯江·吐拉洪;;氧化鋅薄膜/錫摻雜玻璃光波導元件及其對氯苯的氣敏性研究[J];分析化學;2011年01期

2 伏兵;諸葛飛;劉志敏;羅浩;梁凌燕;高俊華;曹鴻濤;;氬等離子體處理對ZnO薄膜阻變效應的影響[J];材料科學與工程學報;2014年06期

  本文關(guān)鍵詞：ZnO納米棒復合阻變存儲器工作機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：294827