基于纳米线的微纳电子器件技术现状与发展趋势毕业论文

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1、基于纳米线的微纳电子器件技术现状与发展趋势姚亚（杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所，浙江杭州）摘要：本文以Cu纳米线和ZnO纳米线为主线，综述了Cu纳米线和ZnO纳米线制备技术的最新进展，系统介绍了制备Cu纳米线和ZnO纳米线的原理和特点，与此同时，仔细介绍了Cu纳米线和ZnO纳米线不同的制备方法，最后探讨并展望了Cu纳米线ZnO纳米线在微纳电子器件技术中的现状与发展趋势。关键字：Cu纳米线；ZnO纳米线；制备；现状；发展趋势ABSTRACT：Inthispaper,theCunanonanowiresandZnOnanowiresasthemainli

2、ne,reviewtheCunanonanowiresandZnOnanowiresofpreparationtechnologyofthelatestprogresssystematacially.ThispaperintroducedthepreparationofCunanoprincipleandcharacteristicsoftheCunanowiresandZnOnanowires,andintroducedthedifferentpreparationmethodsbetweentheCunanowiresandZnOnanowirescare

3、fully.Finally,thepresentsituationanddevelopmenttrendofCunanowiresandZnOnanowiresinmicronanoelectronicdevicesarediscussedandprospected.Keywords:Cunanowires;ZnOnanowires;preparation;status;trendofdevelopment1引言纳米线是一种在横向上被限制在100纳米以下（纵向没有限制）的一维结构，典型纳米线的纵横比在1000以上，因此它们通常被称为一维材料。根据组成材料的不同

4、，纳米线可分为金属纳米线，半导体纳米线和绝缘体纳米线。半导体纳米线被誉为下一代微纳电子器件的基本结构，在电子，光电子和纳电子机械器械中，纳米线将会起着举足轻重的作用；同时，还可以作为化合物中的添加剂、量子器械中的连线、场发射器和生物分子纳米感应器。Cu纳米线作为金属纳米线中的典型代表，一方面在未来的微纳电子器件中具有极其重要的应用价值，另一方面可为实验研究某些新奇的物理现象，比如可为电导量子化和尺寸效应等提供理想的模型系统。作为第三代半导体材料的ZnO是II-VI族直接宽带隙化合物半导体,具有禁带宽、激子束缚能高、无毒、原料易得、成本低、抗辐射能力强和良好的机

5、电藕合性能,因而被广泛应用于太阳能电池、声表面波器件、液晶显示、气敏器件、压敏器件等。随着纳米科技的发展,ZnO纳米结构与体材料相比具有更优异的性能。目前己经制备出了多种不同形貌的一维纳米材料,并在激光、场发射、光波导、非线性光学等领域上有了新的用途。2ZnO纳米线2.1ZnO的晶体结构ZnO晶体有NaCl型、立方闪锌矿型和六方纤锌矿型三种结晶形态，如图3-1所示。在室温和常压下，ZnO晶格一般呈纤锌矿结构，属六方晶系，其理想空间群为p63mc，晶格常数为a=0.325nm，c=0.521nm，d=0.194nm，在c轴方向有极性，如图3-1(c)所示。纤锌矿

6、结构的ZnO晶体中，氧原子按照六方密集堆积排列，锌原子填充半数的四面体间隙，即每个锌原子周围有4个氧原子，构成Zn-O4四面体，四面体的顶角互相连接。四面体的1个面与+c即(0001)面平行，四面体的1个角指向-c面。图3-1ZnO的晶体结构示意图(a)立方岩盐结构(B1)；(b)立方闪锌矿结构(B3)；(c)六方纤锌矿结构(B4)2.2ZnO的基本性质氧化锌为两性氧化物，溶于酸、碱、氯化铵和氨水，不溶于水和乙醇。常温下为白色粉末，由无定形或针状小颗粒组成，高温下呈黄色，冷却后又恢复白色。表3-1为ZnO在常温压下2.3ZnO纳米线的制备材料的制备是性能研究的

7、基础，目前制备纳米材料的方法有很多种。按制备时的物相可将其分为固相法、液相法和气相法，方法举例见表3-2。表3-2按物相分制备方法举例根据生长和控制方式的不同，ZnONW的制备方法有气相生长法、溶液生长法、模板生长法和自组装生长法。使用不同的制备方法、生长条件和工艺过程，所得到的ZnONW形貌、结构差别很大，对其性能(如光电性能)的影响也很大。2.3.1气相生长法气相法主要是指在制备过程中，源物质是气相或者通过一定的过程转化为气相。气相法制得的产物比较纯、直径较小、单分散性好、易得到超细的均匀线径，产率较高，但是反应条件苛刻，要求高温高能量，工艺技术复杂，能耗

8、高，设备昂贵，成本较高。根据其源物质转