单根多晶—非晶碳纳米线圈的电学性质的研究.pdf

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1、犬達嫂－大＇ＩＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士奪位花文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮＭ单根多晶■非晶碳纳米线圈的电学性质的研究光学工程学科专业作者姓名指异教师潘路军教授２０１５科月答辩日期一―—硕士学位论文单根多晶－非晶碳纳米线圈的电学性质的研究Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｏｆａｓｉｎｌｅｇｏ－ｐｉｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｍｏｒｐｈｏｕｓｃａｒｂｏｎｎａｎｏｃｏｉｌｗｉｔｈｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ作者姓名：

2、王辰伟学科、专业：光学工程学号：２１２０２０６５指导教师－：潘路军完成日期：２０１５年５月大遠＿理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一同工作的同志对本研究所做的贡献。与我均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担

3、相关法律责任。－、学位论文题目：养棒＆１敬＜＾本各Ｓ．作者签名日期：年月日」￡／１＿＿＾＿＿１＿大连理工大学硕士学位论文摘要一ＣＮＣｓ、准维碳纳米线圈（），由于其特异的空间构象和纳米尺度，有望产生新奇的光热、力、电特性，特别是在纳米电子器件以及微纳机电系统领域都极具应用前景。国际上对碳纳米线圈的特性研究尚处于起步阶段一些基本的力学、电学、热学，仅仅揭示了－和电子结构方面的特性。，但是研究很不系统特别是对于单根多晶非晶碳纳米线圈（ＣＮＣ）的导电性的研究不够深入，碳纳米线圈在纳米传感器等方面的应用都依赖于其导电性的，变化，因此对于碳纳

4、米线圈的导电性的研宄意义重大。本文以单根碳纳米线圈的导电性为中心，以物质结构和电子结构两方面研究为基础，将实验与理论结合，对单根碳纳米线圈的导电性开展一一系列的实验测量，揭示由于准维的螺旋，结合多尺度计算模拟性和独特的多晶－非晶体系带来的新奇物理特性，特别是原子结构和相应的电子结构、以及由此而产生的电导率响应特性，从而构建出碳纳米线圈整体基础物理图像。这项研宄，将不仅丰富我们对于低维碳纳米材料基础物理的认识，而且有望揭示某些纳米尺度上的新现象和新效应一，也将为发展新代的微纳机电系统等纳米器件提供基础器件和构造基元。本文首先使用二次磁控溅射和光刻的方

5、法制作出所需要的载有单根ＣＮＣ的四电极样品，电极材料为Ｔｉ／Ｐｔ／Ｃｒ，将单根碳纳米线圈压在Ｐｔ与Ｃｒ之间确保接触良好，对单根ＣＮＣ在不同的温度下的电阻进行测量，温度范围是从４到４４５Ｋ，得到单根ＣＮＣ电阻与温度的图像，通过计算得到单根ＣＮＣ的结构与电阻率及温度的关系，综合Ｍｏｔ电子变程跃迁和Ｅｆｒｏｓ－Ｓｈｋｌｏｖｓｋｉｉ电子变程跃迁的理论，进行理论分析。研究发现，碳纳米线圈的电阻率与其线径有关，线径越小，晶粒尺寸越大，结晶性越好，电阻率越小，电子在晶粒边缘传输会发生导电模式的转换，在低温范围内４到２０Ｋ，电子的跃迁符合Ｅｆｒｏｓ－Ｓｈｋｌｏｖｓｋ

6、ｉｉ变１５Ｋ８０３００Ｋ，ＣＮＣ程跃迁，特征温度约为；在温度范围到内单根的电子的跃迁符合Ｍｏｔ变程跃迁，此时特征温度约为２５００Ｋ；在这两个温度范围之间，存在一个过渡的温度区域，研究发现，这与ＣＮＣ的结晶性有关，碳纳米线圈的结晶性。越好，此过渡温区越窄，反之越大对于在温度范围３００到４４５Ｋ内，电子的跃迁符合最近局域态跃迁。－关键词：娱纳来线圈ＥｆｒｏｓＳｈｋｌｏｖｓｋｉｉ电子ｏｔｔ；变程跃迁；Ｍ电子变程跃迁－－１单根多晶－非晶碳纳米线圈电学性质的研究ｖｅｓｔｉｉｅｃａｒｂｏｎｎａｎｏｃｏｉｗｉｔｈＩｎｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｒ

7、ｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｏｆａｓｎｇｌｌｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＡｂｓｔｒａｃｔｕａｓｉｏｎｅ－ｓｉｏｎａｃａｒｂｏｎｎａｎｏｃｏｉｌｓｔｏｅｉｒｅｃｕｄｉｍｅｎｌｄｕｅｔｈｌｉａｒｍｏｒｈｏｌｏｉｅｓａｎｄＱ，ｐｐｇｎａｎｏｍｅｔｅｒｓｉｚｅｓａｒｅｅｘｅｃｔｅｄｔｏｅｎｅｒａｔｅａｎｏｖｅｌｏｔｉｃａｌｔｈｅｒｍａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ，ｐｇｐ，，ｒｏｅｒｔｉｅｓｗｈｉｃｈｈａ