研究目的
研究电铸Al-Al2O3-Ag二极管中的电子发射（EM）和场致发光（EL）现象，重点关注价带态和缺陷导带的作用，并理解其对MIM二极管中电阻开关机制的影响。
研究成果
研究表明，在Al-Al2O3-Ag二极管中，电铸过程会同时引发电子发射与场致发光现象，且具有明确的区域分布和温度无关的阈值。不同二极管组间UEM（电子发射阈值）与USP（场致发光阈值）的差异源于氧空位导致的缺陷导带变化。低电导状态下EM（电子发射）与EL（场致发光）的持续存在，与电阻开关的丝状断裂模型相矛盾，暗示存在其他机制。未来研究应探索其他绝缘体材料中缺陷能带特性及不同制备条件下的表现，以深化对存储器件应用的理解。
研究不足
该研究仅限于特定厚度范围（20-49纳米）的Al-Al2O3-Ag二极管，可能无法推广至其他MIM系统。Al2O3的非晶特性及制备过程中潜在杂质（如碳和硫）可能影响结果。测量在真空条件下进行，可能与实际应用情况不符。EM/EL数据中阈值电压与噪声的任意定义会引入不确定性。进一步优化可考虑改变材料、厚度及环境条件。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过阳极氧化铝制备Al-Al2O3-Ag二极管，采用电铸法诱导导电细丝形成，并利用带通滤波器分离光谱区域测量电流-电压（I-V）特性、电子发射（EM）和场致发光（EL）。研究旨在探究与电压控制负电阻及缺陷能带相关的电子过程。
2：样品选择与数据来源：
将宽度0.2厘米、厚度约350纳米的铝条蒸发沉积在显微镜盖玻片上，以1 mA/cm2恒流阳极氧化获得20-49纳米厚度的Al2O3层。随后蒸发沉积30纳米厚、0.15厘米宽的银条，形成0.03平方厘米面积的二极管。数据采集在约10??托真空低温恒温器中进行，温度范围100-300K。
3：2厘米、厚度约350纳米的铝条蒸发沉积在显微镜盖玻片上，以1 mA/cm2恒流阳极氧化获得20-49纳米厚度的Al2O3层。随后蒸发沉积30纳米厚、15厘米宽的银条，形成03平方厘米面积的二极管。数据采集在约10??托真空低温恒温器中进行，温度范围100-300K。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括真空低温恒温器、用于电子收集的不锈钢网筛、滨松R3788光电倍增管（PM）、长通（LP）与短通（SP）滤光片进行光谱分离，以及计算机控制的数据采集系统。材料包含铝、银、阳极氧化电解液（0.1M五硼酸铵）及显微镜盖玻片。
4：1M五硼酸铵）及显微镜盖玻片。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过施加电压阶跃直至发生软击穿完成二极管电铸。测量包括I-V曲线、电子发射电流（IE）和经滤光片处理的EL强度（IL），电压以0.09V为步长从0V至9.9V变化?？刂莆露忍跫录锹忌褂虢笛寡肥?。
5：09V为步长从0V至9V变化。控制温度条件下记录升压与降压循环数据。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过识别线性图中的指数增长区与交点确定阈值电压（VEM、UEM、VLP、VSP、USP）。统计方法采用线性拟合确定阈值，并比较不同二极管组及温度下的结果。
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Photomultiplier
R3788
Hamamatsu
To measure the intensity of electroluminescent photons transmitted through filters and the window in the vacuum cryostat.
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Long-pass filter
To transmit photons with energies less than 3.0 eV for characterizing electroluminescence.
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Short-pass filter
To transmit photons with energies greater than 3.0 eV for measuring ultraviolet radiation.
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Vacuum cryostat
To provide a controlled vacuum environment and temperature for measuring the electrical properties of the diodes.
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Data acquisition system
To measure and record applied voltage, film current, electron emission current, photomultiplier current, and time during experiments.
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