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《湘潭大学》 2010年
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(Bi,La)_4Ti_3O_(12)铁电纳米线及ZnO纳米场效应晶体管的制备及性能研究

束伟  
【摘要】: 最近几十年来纳米科学的快速发展吸引了越来越多的科研团队和社会大众的广泛关注,人们瞩目的焦点还包括纳米科学在技术应用领域的发展和前景,并把这一类学科统称为纳米技术。在先进材料、集成电子电路、生物医学、化学催化等领域,纳米技术逐渐显示出越来越多的影响力。 在众多铁电材料中,对于铋层状钙钛矿型(BLSF)铁电材料的研究已经逐步取代传统的铅基铁电材料。没有环境污染、较大的自发极化、良好的保持性能和抗疲劳性能使BLSF铁电材料成为传统铅基铁电材料的优秀替代品。而对于铁电材料的研究以前主要集中在块体和薄膜领域,在纳米尺度范围内的研究相对比较少,正是基于这些背景,本论文展开了对于纳米铁电材料的研究。 在论文的第一章介绍了纳米技术的概念和分类,并分类阐述了制备纳米材料的方法,并在章节最后说明了本论文的选题依据。在第二章介绍了静电纺丝法制备纳米材料的原理和实验器材、流程,并详细讨论了配制电纺液过程中的影响因素和注意事项,最后得出结论:电纺溶液的浓度、粘稠度、电导率,电纺电压和固化距离都对纺丝质量有重大影响。 论文的第三章对于静电纺丝法制备的(Bi, La)_4Ti_3O_12纳米纤维进行了各种性能表征,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和压电力显微镜(PFM)分别对纳米纤维的形貌、元素组分、晶体结构和铁电性能进行了详细的测试和分析,并得出结论:通过280℃一个小时的预处理后再经过700℃一个小时的热处理的纳米纤维形貌、结晶度相较于其他热处理温度的纤维要好,纳米纤维的平均直径为100-300纳米,长度约为150微米。通过PFM获得的应变-电压( D -V )蝴蝶状曲线可以通过公式转化为有效压电系数-电压( d_33-V )的滞回曲线,滞回曲线说明了BLT纳米纤维中存在铁电性。并且测得BLT纳米纤维的最大压电系数为101 pm/V,有效平均压电系数为61 pm/V,这些数据大约为纯相BLT薄膜的压电系数的三倍,证明了纳米铁电材料的巨大优势。纳米材料的这些特性也为它们在非挥发性存储器件中的应用提供了依据。在第四章中,我们把研究对象从材料转移到电子器件上。首先阐述了纳米器件的典型制备流程和一些设备仪器的介绍,随后我们分别利用了真空蒸镀仪制备了ZnO薄膜场效应晶体管和ZnO纳米场效应晶体管,并用Keithley4200半导体测试仪对制备的晶体管进行了性能测试,虽然测试结果一般,但是我们的制备方法是独特的,这也为以后的科研做出了铺垫。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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