纳米晶粒Ag-TCNQ络合物薄膜的制备及电双稳特性

以物理气相沉积方法将TCNQ和Ag制备的金属有机络合物薄膜,在一定的工艺条件下可做到构成薄膜的晶粒直径为40nm左右,粗糙度也为纳米量级。同时在大气及室温条件下,在STM电场的作用下薄膜可从高阻态转换为低阻态,作用点的直径约为70nm。     

有机纳米整流器的STM研究

金属有机络合物Ag-TCNQ的薄膜在STM针尖电场的作用下，当电压达到某一阀值后可以从高阴态跃迁至低阻态。在一定的条件下，在低阻态的保持时间很短，且高低阻间的转换可以重复。由于它们都是有机材料，根据这种特性，提出了一种新型有机纳米整流器的设想，并成功制作了输可控的有机纳米整流器的原型。     

一种可擦写可读出的分子基电双稳器件

报道一种可以连续可逆转换的分子基电双稳薄膜器件Ag/BN4/Al,其中BN4为分子材料.该器件在较强电场(约为6 V)作用下表现为高阻态("0"态),阻值大于105 Ω;而在较弱的电场(＜2 V)作用下则为低阻态("1"态)，阻值约为102 Ω，两种状态的阻抗比103～105.改变外加电场的大小，器件的两种状态随之发生多次转变，转换次数可超过103.高阻态和低阻态的状态信息还可以用一个小电压脉冲(0.2 V)来读取.这种简单器件具有可擦写可读出功能，可用于制作分子基开关和分子基存贮器.     

非晶CuNiSnO薄膜的生长与光电性能

采用脉冲激光沉积(PLD)法制备出一种新型的p型非晶氧化物-半导体非晶CuNiSnO(CNTO)。CNTO薄膜分别在室温(RT)与300℃的生长条件下获得,对其结构、光学和电学性能进行研究。研究结果表明,所得的CNTO薄膜为非晶态,表面平整,元素分布均匀。当衬底温度由RT升高至300℃时,CNTO薄膜的粗糙度由0.38nm下降至0.26nm;电阻率由高阻态转变为p型导电态,空穴浓度为4.06×10~(14)/cm~3。在300℃下生长的非晶CNTO薄膜表现为明显的p型导电,气敏测试结果进一步佐证了这一结论。此外,非晶CNTO薄膜可见光透过率达80%以上,为宽禁带非晶氧化物半导体,有望向透明显示领域发展。     

具有非易失存储功能的可逆有机电双稳器件

报道一种能够在室温下具有可逆电双稳特性，并实现非易失信息存储功能的有机薄膜器件。器件为简单的三层结构，Al/HPYM/Ag，HPYM为一种有机分子材料，通过真空热蒸发法制成薄膜作为信息存储介质。该器件可通过正向及反向电压脉冲的激发而实现高阻态（“0”态）、低阻态（“1”态）的转变，相当于信号的写入和擦除。当外电场撤除时，其状态信息可以长时间保持，并且被小电压脉冲读取，两种导电态的阻值比约为10^5。     

基于射频磁控溅射法制备ZnO薄膜研究

研究射频磁控溅射法制备ZnO薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究溅射功率、溅射时间和退火温度对薄膜微结构特性的影响,并分析ZnO薄膜阻变特性。实验结果表明,沉积态薄膜择优取向为〈002〉晶向,随溅射功率和退火温度增加,择优取向显著增强,溅射功率120 W时薄膜生长速率可达4.8 nm/min,薄膜厚度92 nm的ZnO薄膜具有阻变特性且开关比可达104。     

退火对Cr3+离子掺杂Al2O3薄膜的结构及发光性能影响

用脉冲激光沉积技术在Si(100)基底上制备了纯Al2O3、掺杂浓度为0.3%、1%(质量分数)的Cr3+∶Al2O3薄膜。制备态的薄膜为立方γ-Al2O3结构,经800℃真空条件下退火1h样品的结晶度有所提高,呈现α-Al2O3相与γ-Al2O3相的衍射峰。薄膜基本保持了靶材中原有各元素成分比例,平均粒径为250nm,形貌为条形。与Al2O3粉体相比,制备态薄膜在386nm处的发光峰强度明显提高。这可归因于薄膜中氧空位的增加使双氧空位吸收电子所产生的F2+色心浓度提高。薄膜经真空退火后在332、398nm附近的发光峰强度明显增强,这是由于薄膜中氧空位的增加提高了F+、F色心浓度。与此同时,制备态薄膜在386nm附近发光峰经退火后由386nm蓝移至381nm,可归因于退火后制备态薄膜的内应力得到了释放。1%(质量分数)Cr3+掺杂薄膜在646、694nm出现Cr3+离子由4 T2能级跃迁至4 A2能级及由E-能级跃迁至4 A2能级产生的荧光发光峰。     

银纳米线柔性透明导电薄膜的可控制备和光、电性能

柔性电子学的高速发展,亟需开发新型高透光率、低电阻的的柔性透明导电薄膜。首先在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下,用乙二醇还原硝酸银法合成了银纳米线,并采用氯化铁(FeCl3)调节纳米线的直径和长径比,获得了直径为100nm、长度为47μm、分散均匀的银纳米线。然后将银纳米线沉积在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成银纳米线导电薄膜,研究了银纳米线沉积密度和直径对导电薄膜透光率和方阻的影响规律。研究发现,随着纳米线沉积密度的增加,导电薄膜的透过率和方阻都降低,但其品质系数(F.O.M.)增加,最高可达410。当导电薄膜的透光率为80%时,银纳米线直径为35和70nm的体系具有较低方阻,约132Ω/□。而且,该导电薄膜还表现出良好的耐弯曲性能。     

有机纳米整流器的STM研究

金属有机络合物Ag TCNQ的薄膜在STM针尖电场的作用下 ,当电压达到某一阈值后可以从高阻态跃迁至低阻态。在一定的条件下 ,在低阻态的保持时间很短 ,且高低阻态间的转换可以重复。由于它们都是有机材料 ,根据这种特性 ,提出了一种新型有机纳米整流器的设想 ,并成功地制作了输出可控的有机纳米整流器的原型。     

溶胶凝胶旋涂法制备NiO薄膜及其电致变色性能

本文利用sol-gel旋涂法在ITO玻璃衬底上成功制备了氧化镍(Ni O)薄膜。薄膜在550nm处的透过率为83.9%,直接禁带宽度为3.65 eV。XRD分析结果表明Ni O薄膜为立方晶相,沿(111),(200),(220)晶面生长,垂直于晶面(200)方向的晶粒直径尺寸大约为6.82 nm。循环伏安实验测试表明,Ni O薄膜在电化学反应过程中Ni2+不只经历了一次氧化反应,而是被氧化成更高价态的Ni3+,Ni4+价态,并通过计算得出薄膜在最强的阳极/阴极峰处的扩散系数为13.4×10-12cm2/s和2.29×10-12cm2/s,并且薄膜在550 nm处致色态与褪色态的透过率之差为36.5%,T/T为1.8。     

直流磁控溅射制备SnO2薄膜的阻变特性研究

采用直流磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2基片上分别以三种不同的基板温度和后热处理工艺制备了二氧化锡(SnO2)薄膜。采用X射线衍射仪对三种薄膜的晶格结构进行了分析表征,通过Keithley 4200半导体参数分析仪对薄膜的阻变特性进行了测试。实验结果表明:三种制备条件下的SnO2薄膜均具有阻变性能,基板温度350℃和850℃退火处理分别制备的薄膜同时具有良好的写入/擦除电压分布一致性、较好的高阻态阻值离散性和较大的开关比。初步讨论了三种薄膜阻变特性的机理,薄膜内部导电细丝的形成和断裂程度不同造成三种薄膜高低阻态电阻分布不同,同时影响了写入与擦除阈值电压的分布一致性等阻变参数。     

单一有机材料PAN的电双稳特性及其应用

发现单一有机材料１－（２呢啶偶氮）－２－萘酚（ＰＡＮ）在室温下即具有电双真空中的薄膜，两边在数伏电压的作用下，即可从高阻态变为代阻态，且跃迁时间小于１０ｎｓ。由此可用为功能材料用于非易失性存贮器和过电压保护器等。     

半导体Si(111)上电沉积NiFe缓冲层薄膜

采用电化学沉积法,在半导体硅片上制备了具有纳米晶粒尺寸的NiFe缓冲层薄膜,并确定了获得Ni80Fe20合金的工艺条件.由SEM形貌观测分析,当薄膜名义厚度＞25 nm时,可形成连续性镀层.I-t暂态曲线及STM结果表明,NiFe薄膜在低过电位下以三维岛状模式生长,在高过电位下以二维层状模式生长,其RMS表面粗糙度最小值仅为0.5 nm.XRD结果表明,薄膜为面心立方Ni基固溶体结构,并具有明显的(111)晶面择优取向.当薄膜组成为Ni80Fe20时,各向异性磁电阻效应(AMR)最大,AMR值为1.8%.     

PAR薄膜阻抗转变规律的研究

采用真空蒸发的方法制备了PAR薄膜，研究了不同外电路参数下薄膜的电双稳特性。发现薄膜在从高阻向低阻转变时会经历一个短暂的具有非线性阻抗的中间态，并且在整个转变过程中存在一种能量效应，即当外加电压超过某一值时，完成转变所需的能量不变。     

单一有机材料PAN的电双稳特性及其应用

发现单一有机材料 1 (2吡啶偶氮 ) 2 萘酚 (PAN)在室温下即具有电双稳特性。在真空中制成的薄膜 ,两边在数伏电压的作用下 ,即可从高阻态变为低阻态 ,且跃迁时间小于 10ns。由此可作为功能材料用于非易失性存贮器和过电压保护器等     

纳米尺度的Ag（TCNQ）薄膜的电特性

研究了金属有机电双稳薄膜材料Ag(TCNQ）在STM针尖下的电特性，观察在纳米尺度下Ag(TCNQ）从高阻态跃迁到低阻态的微分负阻现象，阻态间的跃迁可以重复进行，其阈值电压比交叉电极“三明治”结构的情况要低得多。另外，研究了Ag(TCNQ）电存储特性，包括写入，读出和擦除特性，结果表明Ag(TCNQ）可以作为超高密度的随机存储器的材料。     

一种新型的有机电双稳薄膜及其极性记忆效应

报道了一种新的高稳定的有机分子（SCN）可以和铜构成具有电双稳态特性的金属有机络合物。由这种材料制成的薄膜，在室温6V电压作用下可以从高阻态转变成低阻态，其跃迁时间小于20ns，并具有极佳的热稳定性。因此可望用于制作电子器件，如一次写入存储器（WORM）等。进一步的研究还发现，在适当的工艺条件下，SCN能够与Cu和Al一起构成Cu-SCN-Al结，这种结具有极性记忆效应，即只能被单向驱动。     

一种具有电双稳特性的聚合物薄膜

发现了在室温下具有电双稳特性的聚合物材料聚对萘二甲酸乙二酯(PEN)。通过真空蒸发方法制备的PEN薄膜,其表面晶粒尺寸小于100nm,粗糙度也为纳米量级,而且具有较高的热稳定性。在3．5V电压作用下,PEN薄膜可从高阻状态跃变到低阻状态,跃迁时间小于20ns。该材料有可能用于大容量存储器的制作。     

单根CuTCNQ纳米线的电学开关特性

用溶液法制备了CuTCNQ纳米线。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了样品的结构及形貌,用拉曼光谱(Raman)研究了CuTC-NQ纳米线的电荷转移情况。研究了其不同温度下的电学特性。CuTCNQ纳米线的长度为1～8μm,直径50～300nm。XRD结果显示制备得到的CuTCNQ为Ⅰ相。研究表明,在外加电场作用下,单根CuTCNQ纳米线表现出可逆的电开关特性,阻态转变前后其电阻的变化达3个数量级。高低阻态转变电场阈值约为1.8V/μm。另外,CuTCNQ纳米线的电阻随着温度的降低而增大,当温度低于临界值160K时,低阻态的CuTCNQ纳米线将出现负阻效应。     

非晶SiOx:C薄膜的发光特性研究

采用双离子束溅射法制备了SiOx:C非晶薄膜,在室温下可观察到薄膜样品有强的420nm(紫光)、470nm(蓝绿光)的光致发光(PL).分别对样品在不同温度下退火后,PL测试显示随着退火温度的升高420nm处的峰带逐渐增强变为强的发光峰;470nm处的发光峰位来自于硅基薄膜中富硅引起的中性氧空位缺陷(O3≡Si-Si≡O3),是由与氧原子配位的二价硅的单态-单态之间的跃迁所致;420nm范围的峰带可能来自于薄膜中由C单质、以及Si、O、C三者组成的一个复杂结构.