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由α-氧化锌纳米棒组成的薄膜的电输运特性

DOI：10.2174/2468187307666161213125657 期刊：Current Nanomaterials 出版年份：2017 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 背景：由于其宽禁带、高激子结合能和高击穿强度，ZnO纳米结构在电子器件、光子器件及高频应用领域具有潜在应用价值。 目的：本研究旨在探究由非晶态ZnO纳米棒组成的薄膜的电输运特性。 方法：采用物理气相冷凝法制备ZnO纳米棒，通过扫描电子显微镜观察其形貌，利用X射线衍射仪记录所制薄膜的X射线衍射图谱，采用四探针法进行直流电导率测量。 结果：制备的ZnO纳米棒直径为10-20纳米，长度达数百纳米量级。由ZnO纳米棒组成的薄膜XRD图谱显示其具有非晶特性。在297-4.2K温度范围内研究了直流电导率的温度依赖性：297-120K区间采用Mott三维变程跳跃传导机制解释电导现象；120-4.2K低温区间则可能由费米能级附近局域态中的二维变程跳跃载流子输运主导。 结论：基于直流电导率数据的温度依赖性分析表明，在整个298-4.2K温区内存在变程跳跃机制（VRH），当温度低于125K时该机制从三维形式转变为二维形式。
作者： Islam Uddin
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

本工作的目的是研究由a-ZnO纳米棒组成的薄膜的电输运特性。

研究成果

非晶态氧化锌纳米棒的导电机制受变程跳跃传导支配，在较高温度区间（297-120K）表现为三维变程跳跃传导（3D VRH），在较低温度区间（120-4.2K）则转变为二维变程跳跃传导（2D VRH）。这一结论得到温度依赖性电导率数据及参数计算的支持，表明该纳米结构存在无序特性。研究结果与先前关于氧化锌薄膜的发现相符，并显示出在电子器件中的应用潜力，同时建议未来开展材料改性研究以及更广温度范围或形貌特征的深入探究。

研究不足

本研究仅限于通过物理气相冷凝法制备的非晶态ZnO纳米棒，可能无法代表晶体或其他形貌材料。研究温度范围较广但聚焦于低温行为，且模型假设了特定的跳跃传导机制，可能无法涵盖所有输运现象。潜在的优化方向包括探索其他合成方法或掺杂以改变材料特性。

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