氮化镓纳米线的压电效应研究
【摘要】:本文提出了一种利用微机电系统(MEMS)和电子显微镜技术相结合,研究半导体纳米结构力、电学耦合特性的实验方法。氮化镓纳米线在一个分子束外延系统中制备。电子衍射分析表明此种方法合成的纳米线具有六边形Wurtzite结构和标准的[0001]生长晶向,是一种非常纯净的单晶体。我们设计和制造了一个基于MEMS的纳米材料测量系统作为沟通宏观和纳米世界的桥梁,通过硅微电容差传感器来精确测量应力和应变,并利用透射电子显微镜(TEM)来原位观测晶体结构受应力时的变形和断裂机制。对测试样本加载电压(电场)进而测得所引起的延展(应变)即可得到相应的压电系数。研究结果表明在相似尺寸下掺杂纳米线的压电效应要小于未掺杂的。在相同掺杂的情况下,发现[0001]晶向压电系数随着氮化镓纳米线直径的增大而减小。易知氮化镓纳米线的压电效应一般呈非线性的关系且其压电系数比固状氮化镓要大得多。
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