硫化氢气体吸附对氧化钨纳米线电学性能调控研究

摘要

现代科技的核心力量便是纳米科技。一维纳米材料因其独特的结构和优异的物理化学性质，成为构筑纳米元器件的理想材料。在众多纳米材料中，WO3因其在电致色变、气敏传感器、阻变存储器和超导方面有着显著的特性，受到广泛的关注与研究。本文在室温下测试了多种氛围对WO3纳米线电学性能的影响，对WO3纳米线表现出的忆阻效应进行了深入研究。通过多次实验，我们发现WO3纳米线所表现出的忆阻性能是可以被调控的。主要研究结果如下:
　　1、本文使用的WO3纳米线，是通过水热法得到的单分散性好的纳米线。我们对所制备的WO3纳米线进行了表征（包括XRD，SEM，EDS等），并利用深紫外光刻微加工技术将其构建成一维纳米器件。
　　2、室温下，我们在空气和真空环境中通过不同电压对WO3纳米器件进行循环伏安法测试，发现其为双端欧姆接触，并在大电压下表现出良好的忆阻效应。实验中通过恒压加脉冲的测试方法更直观地观察到了忆阻特性。
　　3、在室温下测试了WO3一维纳米器件在H2S气氛中以及大气中的电学性能。发现在H2S气氛下WO3纳米器件电导有所增加，忆阻性能减弱。与此同时，做了同族元素化合物H2O气氛下（即不同湿度下）的对比实验。发现在H2O的影响下WO3纳米器件电导减小，忆阻性能减弱。
　　4、本文还通过改变测试条件实现了对WO3纳米线器件忆阻性能的控制，不仅能改变忆阻特性大小，还能将WO3纳米线的忆阻特性进行反转，即将原I-V曲线表现为上相交的“8”字形改变为下相交的“8”字形。
　　我们希望在后续的研究中能够针对WO3纳米线对气体的吸附作用做更多的研究，同时希望在WO3纳米线忆阻效应上实现精确的控制。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 WO3的忆阻特性

1．2．1 忆阻器的结构

1．2．2 忆阻器的阻变机制

1．2．3 WO3忆阻现象的研究现状

1．3 WO3纳米线的气体吸附

1．3．1 传感器技术

1．3．2 气敏传感器

1．3．3 WO3材料的气体吸附

1．4 本文的研究意义及研究内容

第二章 WO3纳米线的制备以及表征

2．1 引言

2．2 WO3的结构与性质

2．2 WO3一维纳米材料的制备

2．3 WO3形貌和结构的表征

2．3．1 WO3纳米线的XRD分析

2．3．2 WO3纳米线的SEM分析

2．4 本章小结

第三章 WO3纳米线电输运性能的研究

3．1 背景

3．2 构筑WO3纳米器件

3．3 测试系统

3．4 双端欧姆接触的WO3纳米线器件的电学性能

3．5 WO3纳米线器件的忆阻性

3．6 本章小结

第四章 硫化氢对WO3纳米线电输运性能的影响

4．1 背景

4．2 WO3的气敏机理

4．3 WO3在H2S中的电输运性质

4．3．1 H2S对WO3纳米线的忆阻性能的影响

4．3．2 水吸附对WO3忆阻效应的影响

4．4 忆阻器效应量的控制

4．5 忆阻效应的反转

4．6 本章小结

第五章 总结和展望

参考文献

附录：攻读硕士学位期间论文完成情况

致谢

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