真空喷涂tio2纳米粒子及其有机复合薄膜阻变特性研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文真空喷涂Ti02纳米粒子及其有机复合薄膜阻变特性研究作者姓名：指导教师：副导师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：徐彬巴德纯教授李建昌教授东北大学机械工程与自动化学院硕士学科类别：工学化工过程机械2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：j／反吼围弘0k2腿例彳i东北大学2014年6月兹哆形万方数据AThesisinVacuumandFluidEngineeringResistiveSwitchingofTi02Nanopa

2、rticleandItsOrganicCompositeFilmsbyVacuumSprayByXuBinSupervisor：Prof．BaDechunProf．LiJianchangNortheasternUniversityJune2014万方数据论文资助说明本文获得中央高校基本科研业务费专项资金项目(N110403001)资助，特此致谢。万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下由本人独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括

3、本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：锄＼日期：力卯、‘．影．学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年古／学位论文作者签名：签字日期：L惮。G、弘导

4、师签名：莎删签字日期：砧c户，6，砒万方数据东北大学硕士学位论文摘要真空喷涂Ti02纳米粒子及其有机复合薄膜阻变特性研究摘要随着镀膜技术的飞速发展，磁控溅射、电子束蒸发、电弧离子镀等PVD技术已被广泛应用，而对于新型微纳光电器件而言，现有镀膜方法的镀膜条件都是在高温条件下，对有机物而言存在高温热致烧蚀或分解现象，故进行真空低温镀膜技术的研发。Ti02具有极高的光电转换效率，因此被大量应用为太阳能电池的光电极材料，本文首先经水热法制备Ti02纳米粒子，随后利用真空喷涂法制备Ti02纳米粒子及其有机复合薄膜，并研究其阻

5、变特性。首先进行真空喷涂实验装置的搭建，其主要包括抽气系统，温控系统和喷涂系统，本底真空度约17Pa，工作真空度约170Pa，基底温度最高可达400。C。同时通过改变水热时间和水热温度制备Ti02纳米粒子，经FE．SEM、TEM、XRD等检测手段表征后发现160℃下水热生长的纳米粒子呈锐钛矿相，且随水热时间的增加纳米棒的长度变化并不明显，直径大小会随着水热时间的增加而变大，XRD数据分析表明纳米棒结晶度会随之增大。将Ti02纳米粒子进行真空喷涂镀膜，从表面形貌和阻变特性分析得到最佳喷涂工艺为浓度为5mg／ml的Ti

6、02纳米粒子在150。C的基底温度下使用出口直径为0．3ram的喷嘴喷涂2次。阻变机理分析结果表明Ti02纳米粒子薄膜在高阻态时的导电机制为欧姆传导。旋涂法制备Ti02纳米粒子薄膜对比后发现两种制备方法均有阻变特性，且其开关机理相同。其次，应用真空喷涂系统进行有机物．Ti02纳米粒子复合薄膜的制备，三种有机物分别为PFBT、PVK、PMMA：Alq3=3：2，首先通过分析PFBT的复合薄膜的形貌及电学特性确定薄膜的最佳复合比例和喷涂工艺参数，结果发现复合比例为1：1时薄膜阻变性能最优，最佳喷涂工艺参数为在90℃的基

7、底温度下使用出口直径为0．6ram的喷嘴喷涂3次。阻变机理分析后发现复合薄膜高阻态时的导电机理为欧姆传导，纯PFBT薄膜导电机理为SCLC传导。随后根据所得结论喷涂另两种有机分子的复合薄膜，阻变机理分析后发现薄膜中Ti02纳米粒子起主导作用，复合薄膜均表现为欧姆传导机制，为验证其可靠性进行旋涂法制备三种复合薄膜并对其进行阻变特性的测试，薄膜同样出现开关现象，进一步分析发现其阻变机理与真空喷涂法制备薄膜相同。选取PVK与Ti02纳米粒子复合薄膜进行软件拟合分析，进一步验证实验结果可靠性。万方数据东北大学硕士学位论文摘

8、要关键词：真空喷涂；Ti02纳米粒子；有机复合；阻变特性万方数据东北大学硕士学位论文AbStractResistiveSwitchingofTi02Nano-particlesanditsOrganicCompositeFilmsbyVacuumSprayAbstractWiththedevelopingofthinfilmdepositiontechnol