納米碳-硅異質(zhì)結(jié)的制備及其氣敏性研究.pdf

1、論文第一部分利用磁控濺射的方法在Si(100)基片上成功沉積了一系列不同結(jié)構(gòu)的非晶碳膜(a-C)，對(duì)其電輸運(yùn)特性和氣體敏感特性進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。
　　 首先，研究了在室溫下NH3對(duì)碳納米薄膜/硅(C/Si)異質(zhì)結(jié)的電容-頻率(C-F)特性的影響。主要結(jié)果為：在外加頻率為50Hz時(shí)，當(dāng)C/Si異質(zhì)結(jié)從空氣中轉(zhuǎn)移到盛有少量NH3氣體的錐形瓶中(濃度0.2ml/L)，異質(zhì)結(jié)的電容迅速地增加到在空氣中的230％，改變外加頻率，分別為

2、1000、10000、100000 Hz時(shí)，異質(zhì)結(jié)電容分別增加到在空氣中的200％、170％和130％。提出了相應(yīng)的理論模型解釋了上述現(xiàn)象。研究表明，可以利用C/Si異質(zhì)結(jié)的氨氣敏感特性開發(fā)氨氣傳感器。
　　 其次，研究了納米針尖陣列(CNA)結(jié)構(gòu)的制備條件和CNA/Si異質(zhì)結(jié)的酒精氣敏特性。其主要結(jié)果為：氬氣氣壓對(duì)沉積的薄膜表面形貌有著較大的影響。只有在特定的Ar氣壓下沉積才能形成CNA結(jié)構(gòu)。并且，酒精氣體對(duì)CNA/Si異質(zhì)結(jié)

3、的電流-電壓(I-V)和C-F特性具有顯著的影響。尤其對(duì)于正向的I-V性質(zhì)，當(dāng)正向電壓穩(wěn)定時(shí)，將CNA/Si異質(zhì)結(jié)從空氣轉(zhuǎn)移到含有少量酒精氣體(0.64g/L)的錐形瓶中，其結(jié)電阻迅速地減小。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)對(duì)酒精氣體的敏感度隨著薄膜厚度的增加而下降。在外加頻率5000Hz下，重復(fù)測(cè)量酒精氣體對(duì)異質(zhì)結(jié)電容的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)異質(zhì)結(jié)從空氣轉(zhuǎn)移到酒精氣體中時(shí)，異質(zhì)結(jié)的電容值迅速上升，上升到原來(lái)的140％，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間都非常短。

4、該CNA/Si異質(zhì)結(jié)在酒精氣體傳感器領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　 最后，研究了哦主要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：在外加頻率1000Hz下，當(dāng)濕度從l1％RH變化到95％RH時(shí)，該C/Si異質(zhì)結(jié)的電容從～1000pF增加到～3000pF，并且結(jié)電容的變化隨著濕度的改變呈現(xiàn)著較好的線性關(guān)系。研究表明，該C/Si異質(zhì)結(jié)可作為濕度傳感器材料。
　　 論文的第二部分是用磁控濺射方法制備了納米碳薄膜和納米摻鈀碳(PdxCl-x)復(fù)合薄膜，并研究