调节肖特基器件的肖特基势垒的方法技术

技术编号:21955766 阅读:28 留言:0更新日期:2019-08-24 19:30
本公开提供了一种调节肖特基器件的肖特基势垒的方法,包括:将所述肖特基器件与摩擦纳米发电机连接;以及在所述摩擦纳米发电机上施加外力作用,使摩擦纳米发电机产生脉冲电压,以调节所述肖特基器件的肖特基势垒。本公开调节肖特基器件的肖特基势垒的方法,操作简单,成本低,安全性高,易于实现,可更精确、方便的调节肖特基势垒,从而改变肖特基器件的电性能。

A Method of Adjusting Schottky Barrier of Schottky Devices

【技术实现步骤摘要】
调节肖特基器件的肖特基势垒的方法
本公开属于半导体
,具体是涉及一种利用摩擦纳米发电机调节肖特基器件的肖特基势垒的方法。
技术介绍
金属与半导体形成肖特基接触时,其器件的电性能主要受接触形成的肖特基势垒控制,其I-V曲线呈现整流特性。肖特基接触器件的电流与肖特基势垒成指数关系,微量的肖特基势垒的变化会引起显著的电流变化,相对于欧姆接触(I-V曲线为线性关系),肖特基接触器件在传感领域具有更高的灵敏度。而物联网(InternetofThings)和电子皮肤(ElectronicSkin或E-skin)技术的发展,对传感器提出了更高的要求,希望传感器具有更高的灵敏度和更快的响应-回复时间。现有提高肖特基传感灵敏度的物理方法主要通过对具有压电效应的半导体材料施加外力,通过在半导材料内部形成压电势调控肖特基势垒的高度,耦合待检测对象对肖特基势垒的改变,提高检测的灵敏度和响应回复时间。这种方式只适合于具有压电效应的半导体材料(如GaN、ZnO,CdS和ZnSe等)。此外,具有压电效应的半导体构成的肖特基器件还存在其他的不足,主要包括:1)器件在服役环境中存在不允许器件产生形变的情况;2)微量形变在实际器件中不易获得或会增加器件的复杂性和成本;3)压电效应的存在造成器件在服役过程性能的不稳定;4)形变量有限,对肖特基势垒的调节也有限。有鉴于此,亟需提出一种简单、稳定的调节肖特基器件的肖特基势垒的方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种调节肖特基器件的肖特基势垒的方法,以至少部分解决以上所提出的技术问题。(二)技术方案根据本公开的一个方面,提供了一种调节肖特基器件的肖特基势垒的方法,包括:将所述肖特基器件与摩擦纳米发电机连接;以及在所述摩擦纳米发电机上施加外力作用,使摩擦纳米发电机产生脉冲电压,以调节所述肖特基器件的肖特基势垒。在一些实施例中,通过所述脉冲电压产生镜像力调节所述肖特基器件的肖特基势垒,从而使所述肖特基势垒降低。在一些实施例中,所述肖特基势垒的降低量满足以下关系式:式中,qΔφ为镜像力引起的肖特基势垒的降低量,q为元电荷,ND为施主掺杂浓度,εs为半导体的介电常数,ε0为真空介电常数,VD内建电势电压,V为所述摩擦纳米发电机产生的脉冲电压。在一些实施例中,所述摩擦纳米发电机的产生的脉冲电压介于50V~2000V之间,脉冲电压频率f≥0.5HZ,脉冲次数n≤2000次。在一些实施例中,所述摩擦纳米发电机的发电模式为垂直接触分离模式、单电极模式、线性滑动模式或自由摩擦层模式。在一些实施例中,所述摩擦纳米发电机的发电模式为滑动模式,通过手动旋转或机械旋转在所述摩擦纳米发电机上施加所述外力作用。在一些实施例中,所述摩擦纳米发电机的发电模式为垂直接触分离模式,通过手动拍打或机械拍打方式在所述摩擦纳米发电机上施加所述外力作用。在一些实施例中,通过在摩擦纳米发电机上施加一定频率、一定时间的外力作用使肖特基势垒改变,其中,所述外力作用的时间、外力作用的频率根据所述脉冲电压大小、脉冲电压频率及肖特基势垒的降低量而定。在一些实施例中,所述肖特基势垒的降低量随着所述脉冲电压大小和脉冲电压频率的增大而增大。在一些实施例中,所述肖特基器件为金属与半导体接触所形成的肖特基二极管,其包括具有压电效应的半导体肖特基二极管和不具有压电效应的半导体肖特基二极管。(三)有益效果从上述技术方案可以看出,本公开利用摩擦纳米发电机调节肖特基器件的肖特基势垒的方法至少具有以下有益效果其中之一:(1)本公开利用摩擦纳米发电机可以对肖特基器件进行作用以调节其肖特基势垒,广泛适用于任意半导体构成肖特基二极管的肖特基势垒的调控,通过调节肖特基势垒的高低可以改变肖特基二极管的电性能。(2)本公开为不具有压电效应的半导体肖特基器件提供了一种简单有效的调控肖特基势垒的方法,同时,弥补了压电效应调控肖特基势垒过程中存在的不足,也为具有压电效应的半导体肖特基器件的肖特基势垒的调控提供了另一种调节方式,成本低,安全性高,易于实现。附图说明图1为依据本公开调节肖特基器件的肖特基势垒的方法流程图。图2a为本公开中TENG对氧化锌微米线二极管作用的示意图.图2b为TENG对氧化锌微米线二极管作用后的I-V曲线变化图。图3为TENG对氧化锌微米线二极管作用前后肖特基势垒的改变示意图(图3为图2b中虚线框部分放大图)。图4为本公开中TENG对氧化锌微米线作用的电路连接示意图。图5a为TENG作用不同次数后对氧化锌微米线二极管的I-V曲线的变化图。图5b为TENG作用不同次数后对氧化锌微米线二极管的肖特基势垒的变化图。图6为输出电压为500V的TENG对水中的氧化锌微米线二极管进行作用后的I-V曲线的改变示意图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合实施例,并参照附图,对本公开进一步详细说明。需要说明的是,在附图或说明书描述中,相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式,为所属
中普通技术人员所知的形式。另外,虽然本文可提供包含特定值的参数的示范,但应了解,参数无需确切等于相应的值,而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本公开的保护范围。本公开提出一种简单且易操作的调节肖特基器件的肖特基势垒的方法,其主要利用摩擦纳米发电机(TriboelectricNanogenerator,简称TENG)高电压、低电流的特性,通过将TENG输出端连接到肖特基器件的两端,利用TENG的高电压产生镜像力调控肖特基势垒的高度,为不具有压电效应的半导体肖特基器件提供了一种简单有效的调控肖特基势垒的方法,同时,弥补了压电效应调控肖特基势垒过程中存在的不足,也为具有压电效应的半导体肖特基器件的肖特基势垒的调控提供了另一种调节方式。具体的,如图1所示,本公开一种调节肖特基器件的肖特基势垒的方法,包括:将所述肖特基器件与摩擦纳米发电机连接;以及在所述摩擦纳米发电机上施加外力作用,使摩擦纳米发电机产生脉冲电压,以调节所述肖特基器件的肖特基势垒。其中,通过所述摩擦纳米发电机输出的所述脉冲电压产生镜像力调控所述肖特基器件肖特基势垒的降低,改变肖特基器件的电性能。更具体而言,所述肖特基器件为金属与半导体接触所形成的肖特基二极管,其包括具有压电效应的半导体肖特基二极管和不具有压电效应的半导体肖特基二极管。所述TENG的发电模式可以是是垂直接触分离模式(verticalcontact-separationmode)、单电极模式(single-electrodemode)、线性滑动模式(linearslidingmode)和自由摩擦层模式(freestandingtriboelectric-layermode)中的任意一种。摩擦纳米发电机的输出电压可介于50V~2000V之间,具体需要可根据肖特基二极管的性能进行选择。若所述摩擦纳米发电机的发电模式为滑动模式,可通过手动旋转或机械旋转在所述摩擦纳米发电机上施加所述外力作用。若所述摩擦纳米发电机的发电模式为垂直接触分离模式,可通过手动本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种调节肖特基器件的肖特基势垒的方法,包括:将所述肖特基器件与摩擦纳米发电机连接;以及在所述摩擦纳米发电机上施加外力作用,使摩擦纳米发电机产生脉冲电压,以调节所述肖特基器件的肖特基势垒。

【技术特征摘要】
1.一种调节肖特基器件的肖特基势垒的方法,包括:将所述肖特基器件与摩擦纳米发电机连接;以及在所述摩擦纳米发电机上施加外力作用,使摩擦纳米发电机产生脉冲电压,以调节所述肖特基器件的肖特基势垒。2.根据权利要求1所述的方法,其中,通过所述脉冲电压产生镜像力调节所述肖特基器件的肖特基势垒,从而使所述肖特基势垒降低。3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述肖特基势垒的降低量满足以下关系式:式中,qΔφ为镜像力引起的肖特基势垒的降低量,q为元电荷,ND为施主掺杂浓度,εs为半导体的介电常数,ε0为真空介电常数,VD内建电势电压,V为所述摩擦纳米发电机产生的脉冲电压。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述摩擦纳米发电机的产生的脉冲电压介于50V~2000V之间,脉冲电压频率f≥0.5HZ,脉冲次数n≤2000次。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,所述摩擦纳米发电机的发电模式为垂直接触分离模式、单电极模式、线性...

【专利技术属性】
技术研发人员:李舟赵璐明李虎孟建平王华英封红青张潇
申请(专利权)人:北京纳米能源与系统研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1