CVD法制備Mg摻雜納米ZnO及其電阻開關(guān)效應(yīng).pdf

1、隨著納米技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一系列應(yīng)用前景廣泛的半導(dǎo)體化合物材料。氧化鋅(ZnO)屬于Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體,是一種寬禁帶直接帶隙材料,在室溫下其禁帶寬度約為3.37eV,激子結(jié)合能高達60meV,呈六方形纖鋅礦結(jié)構(gòu),具有優(yōu)異的光電性能,成為近十年來研究的熱門材料。MgO的禁帶寬度約為7.7eV,在ZnO納米材料中摻入Mg元素,可以對ZnO的禁帶寬度進行調(diào)制,使其在光電器件應(yīng)用領(lǐng)域中的優(yōu)勢更加明顯。
　　1、本文工作通過化學氣相沉積法

2、(CVD)制備了Mg摻雜的ZnO納米材料,通過調(diào)節(jié)實驗參數(shù)和使用不同的襯底制備了多種形貌的樣品,并通過各種表征(SEM,EDS,XRD,PL譜和I-V掃描)詳細分析了所制得樣品的形貌、成分、生長機制、光學和電學性質(zhì)。在Si(P型100)襯底制備出了Mg摻雜球形輻射狀ZnO納米棒,不含有其它雜質(zhì)元素,呈現(xiàn)高度結(jié)晶的六方形結(jié)構(gòu),納米棒從空心球殼上沿c軸向內(nèi)外兩個方向分別生長,這是一種自催化的生長方式。樣品PL譜的特征峰顯示出39meV的峰位

3、藍移,說明Mg原子取代了原來晶格當中的Zn原子,禁帶寬度變大了。
　　2、在Pt/TiO2/SiO2/Si(P型100)襯底上制備出了火柴棒狀MgxZn1-xO納米線和注射器狀MgxZn1-xO納米線,SEM圖和XRD譜證實了火柴棒狀MgxZn1-xO納米線的六方形結(jié)構(gòu)。火柴棒狀MgxZn1-xO納米線在生長過程中越長越粗,而注射器狀MgxZn1-xO納米線則恰好相反,通過分析它們的生長機制發(fā)現(xiàn),主要是襯底溫度不同導(dǎo)致能否形成Pt

4、-Zn合金。納米線的PL譜中出現(xiàn)了四個峰,分別位于363nm、395nm、424nm、485nm處,其分別對應(yīng)紫外、近紫外、藍光和藍綠光。
　　3、將Pt/TiO2/SiO2/Si襯底上制備的樣品表面鍍Pt電極,測試其I-V曲線,發(fā)現(xiàn)其展現(xiàn)出了電阻開關(guān)效應(yīng)。納米線展現(xiàn)出的是雙極形電阻開關(guān)效應(yīng),但是高低電阻比RH/RL比較小;制備的薄膜展現(xiàn)出了單極形電阻開關(guān)效應(yīng),RH/RL在50倍左右,并且開啟電壓VSet和重置電壓VReset都不