NiO纳米线阵列紫外光电特性

通过电化学沉积及退火处理制得NiO纳米线,并制备出了NiO纳米线阵列紫外光电导探测器。扫描电子显微镜测试发现制备出的纳米线非常均匀,长度约为50μm。X射线衍射测试表明氧化退火后形成的NiO是多晶立方相结构;同时,Ni纳米线并没有被完全氧化,而是形成了一个NiO/Ni壳层结构。在外加1 V偏压下,暗电流为0.92μA,光电流为19.1μA,光电流约是暗电流的20倍;在0.3 mA偏流下,探测器的暗电压约为紫外光照下光电压的2.5倍,响应时间为1.6 s,延迟时间为6 s。探测器光暗电压差在0-1.1 W/cm^2光照强度范围内是线性变化的,响应度为6.4 V/W。同时,探讨了NiO/Ni壳层纳米线阵列的光电效应工作机理。

单根Ni/NiO核壳纳米线器件的光电特性

利用化学还原法制备了Ni纳米线后经过高温氧化得到了Ni/NiO核壳纳米线,最后利用半导体工艺制备出单根Ni/NiO核壳纳米线器件,并对其光电特性进行了测试分析。I-V曲线测试结果表明器件具有很好的整流特性。在-1 V外加偏压下,暗电流为1.6μA,光电流为15μA,光电流约是暗电流的10倍。在波长为248 nm、功率密度为40 mW/cm2的脉冲光照射下,器件的最大光生电压约为23 mV,响应时间约为1μs。通过曲线拟合发现器件的恢复时间由两部分组成,分别为3.3和25μs。器件的恢复时间远长于响应时间,这可能是由于Ni/NiO核壳纳米线中大量的缺陷阻碍了光生电子和空穴之间的复合所致。

微结构对单根Ni/NiO核壳纳米线器件阻变性能的影响

通过化学还原和热处理的方法制备出了具有核壳结构的Ni/NiO纳米线,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析等手段对不同退火温度下的样品进行了结构表征和分析,分析了样品微结构对单根Ni/NiO纳米线器件阻变性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,Ni/NiO纳米线表面逐渐光滑,NiO薄膜层结晶度提高,NiO平均粒径逐渐增大,氧化层也逐渐变厚。I-V测试曲线表明,在300℃退火条件下,单根Ni/NiO纳米线器件展现出优异的阻变性能,开关比大,开关阈值电压小;但随着温度的升高,单根Ni/NiO纳米线器件阻变性能明显下降,其原因可能是因为退火温度的进一步升高导致了NiO薄膜层厚度的增加并提高了薄膜的结晶质量阻碍了导电细丝在NiO层内的产生造成的,只有在适当温度处理下出现的微结构才能使Ni/NiO纳米线器件具有最优化的阻变性能。