论文部分内容阅读
二氧化钛(TiO2)作为一种重要的宽带隙半导体材料,已经被广泛应用在光催化、污染物降解处理、太阳能电池等众多领域。TiO2纳米材料因其所具有的良好的物理和化学性能,逐渐成为大家的研究热点,包括TiO2纳米粉体、TiO2纳米线、TiO2纳米管等,这其中TiO2纳米管更是以自身所具有的独特结构和优异性能,吸引着科学界越来越广泛的关注。一维纳米材料,如纳米线、纳米管、纳米纤维等,因其所具有的独特的结构和新颖的特性在低维纳米物理器件的制备方面显示出巨大的应用前景。目前科学界对TiO2纳米管的研究主要是集中在纳米管结构的构筑方法和阵列薄膜的紫外光敏感特性研究,以及其在光催化降解及太阳能电池方面的应用,而对单根TiO2纳米管的电输运性质研究则很少见诸于刊。我们认为研究单根TiO2纳米管的电输运性质对于搞清楚TiO2在太阳能电池及其他相关领域的应用机理是至关重要的。本文从不同角度对TiO2纳米管的电输运性质进行了实验研究和理论分析,主要的研究内容如下:1)系统介绍了纳米材料及纳米管目前在国内外的研究进展,并且简单综述了研究界对一些主要的一维纳米材料的电输运性质的研究状况。2)详细介绍了由TiO2纳米管阵列经过一定的分散工艺,最后得到单根独立的TiO2纳米管的方法,以及通过电子束曝光(EBL)、聚焦离子束(FIB)等半导体工艺过程在单根的TiO2纳米管上制备出性能良好的“四探针”结构的过程。3)对制备的TiO2纳米管阵列薄膜和单根TiO2纳米管进行紫外光敏感性能的测试和湿度敏感性能的研究,并简单分析其光敏和湿敏机理。4)利用PPMS(综合物性测量系统)研究了单根TiO2纳米管的电阻特性和I-V特性,重点研究了单根纳米管的电阻和I-V特性随着温度的变化规律,并简单分析了机理。