發(fā)布時(shí)間：2018-08-09 15:39

【摘要】：碲,是一種重要的半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度為0.34 ev。碲的化合物納米材料是非常重要的半導(dǎo)體光電材料,具有很優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì),在半導(dǎo)體納米器件和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。本文選取碲納米線為研究對(duì)象,研究碲納米線的電輸運(yùn)性能和光電特性。本文的主要研究工作如下:1.本文采用水熱法合成了具有分散性良好、純度高、結(jié)晶性好的單根Te納米線,直徑約為80 nm-200 nm。利用XRD和SEM分析手段對(duì)合成的碲納米線進(jìn)行表征,結(jié)果表明XRD圖顯示的最強(qiáng)峰[101]是碲納米線的生長(zhǎng)方向。2.采用深紫外曝光接觸式光刻技術(shù)和金屬剝離技術(shù),構(gòu)筑了基于單根Te納米線的“金屬/Te納米線/金屬”型半導(dǎo)體納米器件。3.在室溫下,測(cè)試了Te納米線半導(dǎo)體器件分別在空氣和真空中的電輸運(yùn)性能,結(jié)果表明金屬電極和碲納米線具有良好的歐姆接觸。通過(guò)分析Te納米器件的場(chǎng)效應(yīng)特性曲線,發(fā)現(xiàn)漏電流Ids隨著柵壓Vgs的下降而減小,表明Te納米器件是一個(gè)典型的P型半導(dǎo)體。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),空穴載流子的遷移率達(dá)到了750 cm2v-1s-1。隨著相對(duì)濕度的增加,吸附在碲納米線的表面的水分子數(shù)目增加,因此碲納米線表面被水吸附的電子數(shù)也會(huì)相應(yīng)增加,引起納米線的表面電勢(shì)降低,吸引更多的空穴到表面層。此種現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致碲納米線本身的電導(dǎo)增加。4.在不同波長(zhǎng)的光照射下,發(fā)現(xiàn)Te納米線具有負(fù)光電導(dǎo)現(xiàn)象。光生電子會(huì)吸附在納米線的表面,并與其內(nèi)部的空穴載流子復(fù)合,導(dǎo)致碲納米線內(nèi)部的空穴載流子濃度降低,故碲納米線內(nèi)部的空穴濃度是影響碲納米線電導(dǎo)的未來(lái)希望通過(guò)測(cè)試碲納米線在真空中的時(shí)間響應(yīng)圖,進(jìn)一步驗(yàn)證上述碲納米線的負(fù)光電導(dǎo)產(chǎn)生的機(jī)理。通過(guò)進(jìn)一步研究可控制備碲納米線的方法,為以后制備CdTe、Ag2Te、Bi2Te3等功能材料提供一個(gè)理想的模板。
[Abstract]:Tellurium, an important semiconductor material, has a band gap of 0.34 ev. Tellurium compound nanomaterials are very important semiconductor optoelectronic materials with excellent physical and chemical properties and have a broad application prospect in semiconductor nanodevices and biomedical fields. In this paper, tellurium nanowires are selected to study the electrical transport and photoelectric properties of tellurium nanowires. The main research work of this paper is as follows: 1. In this paper, single Te nanowires with good dispersion, high purity and good crystallinity have been synthesized by hydrothermal method. The diameter of Te nanowires is about 80 nm-200 nm. The synthesized tellurium nanowires were characterized by XRD and SEM analysis. The results show that the strongest peak [101] in XRD diagram is the growth direction of tellurium nanowires. The metal / Te nanowire / metal semiconductor nanodevices based on single Te nanowires were fabricated by using deep ultraviolet exposure contact lithography and metal stripping technology. The electrical transport properties of Te nanowire semiconductor devices in air and vacuum have been measured at room temperature. The results show that the metal electrodes have good ohmic contact with tellurium nanowires. By analyzing the field effect curves of Te nanodevices, it is found that the leakage current (Ids) decreases with the decrease of gate voltage Vgs, which indicates that Te nanodevices are a typical P-type semiconductor. It is also found that the mobility of the hole carrier reaches 750 cm ~ 2 v-1s-1. With the increase of relative humidity, the number of water molecules adsorbed on the surface of tellurium nanowires increases, so the number of electrons adsorbed by water on the surface of tellurium nanowires will increase accordingly, resulting in the decrease of surface potential of nanowires and the attraction of more holes to the surface layer. This phenomenon also leads to an increase in conductance of the tellurium nanowires. It is found that Te nanowires have negative photoconductivity under different wavelengths of light irradiation. Photogenerated electrons are adsorbed on the surface of nanowires and compound with hole carriers in the nanowires, resulting in a decrease in the hole-carrier concentration in tellurium nanowires. Therefore, the hole concentration in tellurium nanowires is the future of the conductivity of tellurium nanowires. It is hoped that the mechanism of negative photoconductivity of tellurium nanowires can be further verified by testing the time response diagram of tellurium nanowires in vacuum. The method of controllable preparation of tellurium nanowires is further studied to provide an ideal template for the preparation of functional materials such as CdTeO Ag2TeOBi2Te3 in the future.
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O613.53;TB383.1

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本文編號(hào)：2174551