微電極制作工藝研究及其在一維納米材料導(dǎo)電特性測量中的應(yīng)用探索.pdf

1、一維納米材料(納米管、納米線、納米棒等)是一類備受關(guān)注的場發(fā)射冷陰極材料，其場致電子發(fā)射特性主要受如下幾個與材料直接相關(guān)的因素影響：幾何結(jié)構(gòu)、表面功函數(shù)以及導(dǎo)電特性。其中材料的電導(dǎo)被認為是影響其場致電子發(fā)射性能的重要因素之一。如何高效、準確地表征一維納米冷陰極材料的電導(dǎo)特性是目前真空納微電子學研究領(lǐng)域的一個難題，也是研究熱點之一。 本學位論文開展了微電極制作工藝研究及其在一維納米材料導(dǎo)電特性測量中的應(yīng)用探索，目的是探討一種能方便

2、地對單根一維場致電子發(fā)射納米材料的電導(dǎo)特性進行測量的技術(shù)方法。論文的工作主要包括兩個方面： 1.使用電子束光刻技術(shù)，開展微電極制作工藝的研究，獲得制作微電極的各項工藝參數(shù)。應(yīng)用電子束光刻在平躺于襯底上的單根ZnO納米線上制作微電極，并對其直流電流-電壓(I-V)特性進行測量。結(jié)果表明，使用熱蒸發(fā)法制備的ZnO納米線的電阻率較大，同一批次制備的ZnO納米線，其電阻率隨著納米線直徑的減小而增加。 2.由于使用電子束光刻電極制

3、作技術(shù)只能對平躺于基底上的納米線進行研究，無法實現(xiàn)對直立的一維納米冷陰極進行原位的電導(dǎo)和場發(fā)射特性表征。針對這一問題，我們提出了采用懸臂電極對直立的一維納米冷陰極材料進行原位電導(dǎo)測試的新思路，研制四探針懸臂器件。使用微加工技術(shù)，成功地制作了寬度為～36 μm，間隔為～44μm的導(dǎo)電微懸臂梁，掌握了系列的微加工工藝條件，為后續(xù)研制適用于單根直立一維納米冷陰極原位電導(dǎo)測試的納米懸臂梁器件打下了基礎(chǔ)。論文還探討了應(yīng)用懸臂電極實現(xiàn)單根直立一維納