VO2 的各种光电功能均与其相变特性密切相关,因此对VO2 相变的研究至关重要。目前大量的研究主要集中在薄膜领域,对一维VO2纳米材料的相变及其应用研究还很欠缺。本项目采用简单的气相沉积法,通过调控实验参数,在合适的基板上生长出具有超大长径比(>100)的二氧化钒(VO2)纳米线阵列,对纳米线进行结构表征,研究实验条件对产物的形貌、尺寸、物相、缺陷的影响,结合热力学和动力学分析生长机理。通过人工搭建电极实现单根纳米线器件的组装与封装,避免了采用原子力显微镜操纵单根纳米线或随机分散的困难。利用由外应力引起的MIT相变的VO2强关联电子特性,研究单根纳米线在不同拉伸压缩状态下的压阻效应,以及器件的稳定性与响应速度,探索应力与相畴结构的相关性,为VO2纳米线应力传感器与逻辑门的研制和开发提供新思路,丰富纳电子学的研究内容,促进强关联电子领域中新材料的探索和开发。
ultralong nanowires;VO2;MIT phase transition;piezoresistive effect;
本项目采用简单的气相沉积法,通过调控实验参数,在合适的基板上生长出了具有超大长径比(>100)的二氧化钒(VO2)纳米线,对纳米线进行结构表征,系统地研究了不同实验条件对产物的形貌、尺寸、物相、缺陷的影响,结合热力学和动力学分析了其生长机理。通过人工搭建电极实现了单根纳米线器件的组装与封装,避免了采用原子力显微镜操纵单根纳米线或随机分散的困难。利用由外应力引起的MIT相变的VO2强关联电子特性,研究了单根纳米线在不同拉伸压缩状态下的压阻效应,以及器件的稳定性与响应速度,探索出应力与相畴结构的相关性规律。在此基础上,发表SCI论文20篇,授权国家发明专利10项,申请国家发明专利5项,培养博士生1名,硕士生9名。研究结果可以为VO2纳米线应力传感器与逻辑门的研制和开发提供新思路,丰富纳电子学的研究内容,促进强关联电子领域中新材料的探索和开发。