ZnO纳米线肖特基势垒的电流饱和特性研究.pdf

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1、rn’1～1，一、，、’lheResearches0nCurrentSaturationPropertiesofZnONanowireSchottkyBarrierADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByGuoFeng／ieSupervisor：AssociateProf．ChengGangJune，2014关于学位论文独创声明和学术诚信承诺本人向河南大学提出硕

2、士学位申请。本人郑重声明：所呈交的学位论丈是本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除文中特别加以说明．标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的同事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了谢意。在此本人郑重承诺：所呈交的学位论文不存在舞弊作伪行为，文责自负。学位申请人(学位论文作者)签名：塾盐：201f年，月7-日关于学位论文著作权使用授权书本人经河南大学审核批：住授予硕士学位。作为学位论文的作者，本人完全了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文

3、的要求，即河南大学有权向国家图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文(纸质文本和电子文本)以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校学术发展和进行学术交流等目的，可以采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手段保存、汇编学位论文(纸质文本和电子文本)．(涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书)一葛)．，、。学位获得者(学位论文作者)签名：苫曼汉L奄、201中年≥月昭日学位论文指导教师签名：鑫堑翌20lZf，q-}月涫日摘要近年来，半导体纳米材料在晶体管、光电检测器、传感器等电学、光电学器件领域展现了广阔的前景。n型半导体材料ZnO，带隙宽(3．37eV)，激子束缚

4、能大(60meV)，是一种重要光电材料。它的一维纳米结构在电学、光电学性质方面得到了广泛的研究，在电子和光电器件的构造上也得到了快速发展。在众多的纳米器件类型中，肖特基器件具有很多优势。例如，与其他类型的光电检测器相比，肖特基光电二极管展现了高响应速度、低暗电流、高的光灵敏度等优点。本文研究了背靠背肖特基原型器件的一种独特的电流饱和特性，在纳米整流器件的发展方面具有潜在的应用价值。第一章中，首先对一维半导体纳米材料器件进行了介绍。重点介绍了ZnO纳米线肖特基器件的研究进展，并以此为基础，明确了本论文的研究内容。第二章中，我们采用化学气相沉积(CVD)法在Si基底上合成了生长均匀一致的单晶纤锌

5、矿结构ZnO纳米线，荧光表征证明其表面存在丰富的氧缺陷表面态。第三章中，我们探究了一种通过光学显微镜定位，基于套刻但是操作更简便的电子束曝光工艺。通过基于此工艺的电子束刻蚀技术成功地自下而上制备了ZnO纳米线原型器件。在这过程中，通过实验摸索了合适的磁控溅射工艺参数，使Au电极与Si02／Si基底较好地结合。并且研究了剥离工艺的最佳剥离方式。第四章中，我们在常温常压下对构筑的ZnO纳米线肖特基原型器件样品进行电学输运性质测试，发现很多器件样品电流都在所加偏压达到一定值后开始饱和，但这种饱和不同于传统的反向饱和电流，我们通过I．V．T关系来分析电流输运性质，进而对电流饱和机制进行了分析，建立了

6、饱和机制模型。同时拓展研究了电流饱和性质，发现了电流达到饱和所需偏压与饱和电流随所加偏压步长以及加偏压时间变化的现象。关键词：ZnO纳米线，电子束刻蚀，肖特基势垒，电流饱和特性IIABSTRACTInrecentyears，semiconductornanomaterialsshowabroadprospectinthefieldofnanoscaleelectronicandoptoelectronicdevicessuchastransistors，photodetectorsandsensors．Asakindofn-typesemiconductormaterial，theZnOis

7、animportantoptoelectronicmaterialwithwidebandgapof3．37eVandlargeexcitonbindingenergyof60meV．One—dimensionalnanostructuresofZnOhavebeenwidelyresearchedonelectricalandoptoelectronicproperties．Andthefabricatio