sic纳米线弯曲变形下的电学性能研究

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1、hSiC纳米线弯曲变形下的电学性能研究#高攀，王疆靖，王振宇，邵瑞文，郑坤**（北京工业大学固体微结构与性能研究所，北京，100124）510152025303540摘要：在透射电子显微镜下，利用纳米操控系统对单根SiC纳米线进行了系列操控，包括单根纳米线的选取、固定、应变加载等，并对其电学输运性能进行了测试研究。结果表明此单根SiC纳米线在无外力作用下电阻率约为700Ωcm,然后通过操控系统控制钨针尖的移动对此纳米线进行压缩，纳米线发生弯曲变形，此时，SiC纳米线的输运性能变差，这可能是由于压应变引起

2、能带带隙变大导致的。本研究可能会对基于SiC纳米线的压敏传感器的应用有指导意义。。关键词：SiC纳米线；弯曲变形；电学输运性能中图分类号：O472+.4InvestigationofElectricalPropertyofIndividualBendingStrainedSiCNanowiresGAOPan,WANGJiangjing,WANGZhenyu,SHAORuiwen,ZHENGKun(InstituteofMicrostructureandPropertiesofAdvancedMaterial

3、s,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)Abstract:TheelectrictransportpropertyofindividualSiCnanowirewasstudiedinatransmissionelectronmicroscope.Singlenanowirecanbeselected,fixedandappliedstrainsviausingascanningtunnelingmicroscope(STM)-transmis

4、sionelectronmicroscope(TEM)electricalprobingsystem(NanofactoryInstrumentsAB).Theexperimentalresultsindicatethattheresistivityisabout700Ωcmforafree-strainSiCnanowire.Bycontrollingthemovementoftungstentip,thenanowirecanbecompressedorstretched.Inthistest,then

5、anowirewasbentduetothecompression.Atthesametime,itisfoundthatthetransportpropertybecameweak,whichshouldberesultedfromtheincreasementofbandgap.OurresultsmaybehelpfulfortheapplicationofsensorbasedonSiCnanowire.Keywords:SiCnanowires;bendingdeformation;electri

6、calproperty0引言自从1954在半导体材料中发现了压阻效应[1]，由于其压阻行为明显优于金属材料在几何形状上的变形，而受到了广泛的关注。基于利用半导体压阻效应将力信号转化为电信号的应力传感器，已经成为应力传感器的重要分支[2.3]。随着材料的尺度缩小到纳米级别，其各种性能都出现了与体材料的明显差异。Si由于其在工业制备和应用上的广泛基础，对其纳米材料的研究已经广泛展开，一些纳米器件如互补金属氧化物半导体CMOS[4]，纳米场效应晶体管[5]，柔性器件[6.7]等都已经设计出来。但是，由于Si材料本

7、身机械性能较差，在高温高压等条件下会失效，影响了其在极端条件下的应用,于是人们将目光转移到了SiC上。SiC作为一种宽带隙半导体，由于其超高强度和较好的断裂韧性以及高温稳定性，适用于高温、高强度、高频度和苛刻环境当中[8]。SiC不仅具有优越的机械性能，近些年来有研究发现SiC纳米线同样具有压阻效应[9.10.11]。理论模拟表明其在高温下依然能持续较好的压阻敏感性基金项目：基金项目：2010年高等学校博士学科点基金(20101103120026)；国家自然科学基金（11004004，11374029）；全

8、国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(201214)；北京市科技新星项目(Z121103002512017)作者简介：高攀（1987-），男，学生，主要研究方向:原位电子显微学通信联系人：郑坤（1980-），男，副研，2011年全国优博获得者，主要研究方向:电子显微学、纳米力学.E-mail:kunzheng@bjut.edu.cn-1-h[12.13]杂对其有何影响，无疑对于其在极端条件下的应用有巨大的