Ag(TCNQ)纳米线的制备和电学特性研究.pdf

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1、莫晓亮等：Ag（TCNO）纳米线的制备和电学特性研究671＊Ag（TCNO）纳米线的制备和电学特性研究11121331莫晓亮，杨剑，姚彦，徐华华，楼成飞，王大伟，卢嘉，陈国荣（1.复旦大学材料科学系，上海200433；2.复旦大学化学系，上海200433；3.加州大学爱尔文分校化工与材料科学系，Irvine92697-2575美国）摘要：提出了一种新的制备有机金属配合物纳米线的方法，骤制作的有Ag薄膜的样品和有机材料TCNO同时置于一容器3即饱和蒸气反应法，并解释了它的生长机理。用这种方法制备的

2、中（如玻璃管等）；（3）对上述容器抽真空，抽真空至2X10paAg（TCNO）［TCNO，tetracyanoguinodimethane］纳米线（棒）基本垂后将容器密封，与真空系统分离；（4）将上述的真空容器置于烘直于基板。截面近似呈方形，边长<100nm，长度（高度）可控，生箱中加热，维持所须的温度一定时间，这样基板上的金属Ag薄长温度低（＜120C），因而在实际应用过程中容易与其它工艺兼膜将与TCNO的饱和蒸气发生反应，最终在基板上生成化学计容。在STM针尖和导电AFM针尖电场作用下这种纳

3、米线（棒）量比为1f1的Ag（TCNO）配合物纳米线。具有电双稳特性，预期在纳米电子学方面有广泛的应用前景。关键词：纳米线；Ag（TCNO）；电双稳中图分类号：TO174文献标识码：A文章编号：1001-9731（2003）06-0671-021引言图1真空条件下饱和蒸气反应法的样品制备示意图［1］［2］Fig1SchematicdiagramofvacuumSaturatedvaporreactivemethod自从S.Ijima发现纳米碳管以来，各种纳米线如MgO、［3］［4，5］2.2实验

4、结果金属和多种单质、化合物半导体等等在各个领域受到越通过一系列的实验，我们发现对于Ag（TCNO）纳米线的生来越多的重视。它们在纳米电子、光、磁器件等方面有广阔的应［6~9］长来说，反应温度必须高于55C。但是，如果温度过高（150C用空间。本文报道一种制备Ag（TCNO）纳米线的新方法，以上），Ag（TCNO）将会再蒸发，附着到玻璃管壁上。一般来说并且用扫描电子显微镜（SEM），扫描隧道显微镜（STM）和原子合适的温度在80C左右，时间一般保持20~30min。图2为硅力显微镜（AFM）对制备

5、样品进行了表征。Ag（TCNO）是一种电基板上20nm厚的银膜在80C条件下制备成的Ag（TCNO）纳米荷转移型金属有机配合物，它是一种广受关注的有机功能材料，线在电子显微镜下的照片。可以看到Ag（TCNO）纳米线以晶须它本身有许多独特的光学、电学性质。用其制成的薄膜有些具［10，11］形式基本上沿着垂直于基板平面的方向排列形成“森林”状，这有光致变色特性，可用于光存储；在其晶体的一个特定方［11，12］一点与化学和真空蒸发法制备的薄膜不同。Ag（TCNO）向施加一定电场会呈现负阻特性，且高、低

6、两种电阻状态的电阻57纳米线晶须的横截面近似呈方形，边长<100nm，长度（高度）为率相差10~10数量级，即具有明显的开关效应。而且其本身微米量级。在银膜较薄的情况下，生成的Ag（TCNO）纳米线晶的构成决定了Ag（TCNO）晶体具有准一维的导电特性，使它可须长度明显减小，直径的变化相对较小。能成为一种“天然”的横向绝缘的“导线”。将其制成纳米管、线（棒），进一步研究它具有什么样的特殊的物理性质（特别是电学的与光学的），在光物理、光化学的基础研究方面极具科学意义。在制备场效应晶体管、场发射、储

7、氢等方面有广泛的应用前景。Ag（TCNO）材料的纳米线生长温度相对比较低（＜120C）。该材料克服了目前的一些纳米管、线制备温度过高的缺点，因而图2真空条件下饱和蒸气输运法制备的Ag（TCNO）薄膜的扫容易与其它工艺兼容。关于这种材料的纳米线的研究还未见报描电子显微镜照片道。Fig2SEMphotographofAg（TCNO）filmpreparedbynewmethod2实验2.3电学性质Ag（TCNO）最独特的性质是它的电双稳特性和一维导电2.1制备步骤［11，13］性。将图2中的Ag（T

8、CNO）纳米线在STM针尖下构成如真空条件下饱和蒸气反应法制备Ag（TCNO）金属有机配合图3所示结构，在针尖和样品间施加三角波形的扫描偏压（这物纳米线的过程如图1所示。（1）用真空蒸发或其它方法，在时针尖和样品间相对位置保持不变）。图4所示的是Ag（TC-基板硅片玻璃等上制备一层几纳米厚的Ag薄膜；（2）将上一步＊基金项目：上海市科学技术发展基金资助项目（0152nm035）收稿日期：2002-12-04通讯作者：陈国荣作者简介：莫晓亮（1973-），男，江苏无锡人，在读博士，1999年于复旦