氧化鋅納米纖維溝道鐵電場效應晶體管的制備及性能研究.pdf

1、鐵電柵場效應晶體管(FeFET)作為非揮發(fā)性存儲器的基本存儲單元，受到人們的廣泛關注。其中，納米溝道FeFET以其高的場效應遷移率、大的電流開關比和低的操作電壓等特性，引起了人們的極大研究興趣。本論文開展了底柵結構的ZnO納米溝道BNTFeFET的制備與表征的實驗研究，包括制備和表征ZnO納米纖維、Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNT)薄膜和ZnO納米纖維/BNT FET，并對其性能進行了研究分析，具體的研究工作和研究結果如下：

2、
　　1、采用溶膠凝膠法制備了BNT薄膜，對BNT薄膜進行了膜厚、電滯回線(P-V)、漏電流、C-V、D-F的測試和XRD、SEM表征。實驗結果表明：溶膠凝膠法制備的薄膜比較均勻；BNT薄膜的鐵電性能隨厚度的增加而變好，漏電流隨厚度的增加而減小；Pt片上制備的BNT薄膜的鐵電性能優(yōu)于N型重摻雜硅(N++Si)上制備的BNT薄膜的鐵電性能；D-F測試得BNT的相對介電常數(shù)為352。
　　2、采用靜電紡絲法制備了ZnO納米纖維，

3、對ZnO納米纖維進行了金相顯微鏡拍照、熱失重測試、SEM和XRD表征。實驗發(fā)現(xiàn)：PVP的含量為0.26g/4mL到0.36g/4mL甚至更高時都能得到較好的纖維，0.36g/4mL的紡絲效果最好；紡絲電壓為18.5kV和19kV時，紡絲效果都挺好，液滴和小顆粒都比較少；高于450℃時熱失重曲線幾乎不變，可用來煅燒纖維；纖維煅燒后較煅燒前的直徑明顯減小，隨著溫度的升高，其直徑有先減小后增加的趨勢，且高溫時較低溫更容易斷裂；XRD測試中無雜

4、質峰出現(xiàn)，表明制備的纖維幾乎無雜質。
　　3、制備了以ZnO納米纖維為溝道、BNT鐵電薄膜為絕緣層的FET，并對FET的電學性能進行了測試分析。結果表明：ZnO納米纖維/BNT FET的電學性能顯示出P溝道增強型特性，其閾值電壓為-0.5V，亞閾值擺幅為0.5V/decade，溝道遷移率為132.4cm2/Vs，開關電流比為104，這些優(yōu)良性能與ZnO納米纖維大的表面體積比、BNT絕緣層的極化及ZnO納米纖維溝道和BNT絕緣層兩者