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1、第52卷第12期机械工程学报Vol.52No.122016年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun.2016DOI：10.3901/JME.2016.12.199*单晶体氧化锌微/纳米带电阻与长度的特性研究11,21111,3戴冰于广滨邵俊鹏刘迪陈巨辉宋金会(1.哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080；2.哈尔滨工业大学化工学院哈尔滨150001；3.美国阿拉巴马大学材料工程学院阿拉巴马36771美国)摘要：采用化学气相沉积法制备单晶体氧化锌微/纳米带，通过银膏将其固定在镀有二氧化硅绝缘层的硅基板上，用镀有铂金属的导电原子力显微镜探针触碰单晶体
2、氧化锌微/纳米带，构成测量回路。通过试验获得氧化锌微/纳米带电阻与其长度呈非线性关系，并且当长度到达切断长度时，微/纳米带电阻突然增大；试验测得切断长度为17.5μm，且切断长度附近的电阻与长度关系也是非线性。建立氧化锌微/纳米带的平面导电模型，说明在氧化锌微/纳米带中电子倾向于在主导电平面内运动。分析得出单晶体氧化锌微/纳米带晶格面的各向异性是使其电阻与长度呈指数的增长关系的主要原因，与试验相符。此外，通过向氧化锌内掺杂Bi2O3、Co2O3等杂质发现，杂质的加入能使氧化锌微/纳米带的电阻与长度的非线性关系发生改变。关键词：氧化锌微/纳米带；电阻非线性；平面导电模型；各向异性中图分类
3、号：TG156PropertiesofSingleCrystalZincOxideMicro/nanobeltwithResistanceandLength11,21111,3DAIBingYUGuangbinSHAOJunpengLIUDiCHENJuhuiSONGJinhui(1.CollegeofMechanicalEngineering,HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150080;2.ChemicalEngineeringInstitute,HarbinInstituteofTechnology,Harbin15000
4、1;3.CollegeofMaterialEngineering,UniversityofAlabama,Alabama36771,USA)Abstract：Thesinglecrystalzincoxidemicro/nanobelt(MB/NB)issynthesizedbythemethodofchemicalvapordeposition,thenitisfixedonasiliconwaferwhichiscoatedwithasiliconoxideinsulatinglayerbysilverpaste.ThePtcoatedconductiveatomicforcemi
5、croscope(AFM)probe,whichactedasoneelectrode,scannedtheMB/NBsurface,whichalsoactedastheotherelectrode,intappingmodetoacquireI-Vcurves.ThemeasuredresultrevealsthattheelectricalresistanceoftheZnOMB/NBisexponentialtoitslength,andwhenthelengthreachesthecutofflength,theresistanceincreasessuddenly.Thec
6、utofflengthis17.5μmbytheexperimentalmeasured,andtheI-Vcurvesnearthecutofflengtharenon-linearalso.AplanarconductivemodelabouttheflowofelectronsinZnOMB/NBareproposed,throughtheanalysisofmodeldrawtheconclusionthattheelectronstendtomovewithinthedominantconductiveplaneandtheanisotropicofsinglecrystal
7、ZnOMB/NBwithlatticeplaneisthemainreasonwhichleadtothenonlinearrelationshipbetweenresistanceandlength.Theresultsfittheexperimentalmeasurementwell.Inaddition,bydopingBi2O3andCo2O3,thenonlinearrelationshipbetweenthelengthandthe
