【摘 要】
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金纳米薄膜作为温度传感器在微纳米尺度测量等领域具有广泛应用。研究金纳米薄膜电输运和热输运特性及在强磁场下的输运特性对解决实际应用问题与探索新物理现象和规律具有重
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金纳米薄膜作为温度传感器在微纳米尺度测量等领域具有广泛应用。研究金纳米薄膜电输运和热输运特性及在强磁场下的输运特性对解决实际应用问题与探索新物理现象和规律具有重要意义。本文实验研究了金纳米薄膜的电、热和磁致电输运特性,及金纳米薄膜作为温度传感器与二维材料Re Se2肖特基接触引起的整流特性,并分析了其中的物理机制。采用直流通电加热法测量不同长度悬架金纳米薄膜的电阻率和电阻温度系数,检验并优化了直流通电加热法在低温领域的适用性;通过对薄膜电输运特性随温度变化规律的研究,发现仅考虑表面和晶界散射无法同时预测薄膜电阻率和电阻温度系数;通过引入增强的表面电子-声子相互作用,同时预测了金纳米薄膜电阻率和电阻温度系数。采用优化的直流通电加热法测量金纳米薄膜在2-300 K温度区间、0-14 T磁场强度区间的电阻率和热导率,发现磁场引起的金薄膜电阻率和热导率相对变化率最大分别为1.2%和2.2%;金薄膜磁致电阻在10 K存在极大值,且符合Kohler定律;金纳米薄膜的电和热输运特性受强磁场影响很小,具有抗强磁场干扰的特性,适合作为自加热温度传感器应用于磁场实验条件下的测量。以金纳米薄膜为自加热温度传感器,采用定点转移法悬架搭接二维材料Re Se2,在273-340 K温度区间采用直流通电加热法测量其电流-电压特性。实验观测到金纳米薄膜与Re Se2肖特基接触产生的整流特性,采用热电子发射理论研究了该肖特基接触的饱和电流和理想因子。
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