隧道结TiO_x线宽度对隧穿现象的影响

在新型超高速光导开关的研究中,采用AFM阳极氧化加工方法,加工利用磁控溅射方法在GaAs衬底得到的厚约3nm的钛膜,形成纳米级氧化钛线.该Ti-TiOx-Ti形成MIM隧道结作为光导开关的基本结构,并且TiOx作为电子的能量势垒.为说明氧化线的宽度对隧穿现象的影响,确定加工超高速光导开关时不引起隧穿的最窄线宽及其实验条件,通过控制空气中的相对湿度,在加工速度、氧气浓度和偏置电压不变的条件下,加工出宽度分别为15·6,34·2和46·9nm的钛氧化线,测试了不同宽度氧化线隧道结的I-V特性.结果表明,在两电极的偏压为6V时不引起隧穿的前提下,可以在超高速光导开关两电极间加工最小宽度大约为10nm的氧化钛线.