超低功耗双金属纳米球壳pn结阵列材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超低功耗双金属纳米pn结阵列材料，包括带金属薄膜衬底、聚苯乙烯胶体晶体微球模板、Ag/Al（或Au/Al）球壳阵列膜，胶体微球模板位于金属薄膜之上，双金属球壳阵列覆盖于模板上。所述双金属阵列，Ag、Au为内壳层金属，Al为外壳层金属；所述金属薄膜衬底其材质与内壳层相同。本发明专利技术双金属阵列是具有电流单向导通的pn结阵列，通过改变底部金属薄膜厚度，可实现开启电压从1.0伏到0.01伏的调节；对于开启电压0.01伏样品，当工作电压为1伏时，每万亿个pn结功耗约为3瓦；工作电压为0.1伏时，每万亿个功耗约30毫瓦。本发明专利技术还公开了一种双金属pn结的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米pn结阵列材料，具体涉及一种超低功耗、开启电压可调的ag/al（或au/al）球壳纳米阵列pn结材料。本专利技术还涉及一种超低功耗ag/al（或au/al）球壳纳米阵列pn结的制备方法。

技术介绍

1、从功放电路到芯片cpu，半导体器件是人们生活中最常见的能耗材料之一。其中，仅电脑芯片一项，全球1年的能耗就高达数千亿度电。半导体能耗问题不仅导致大量的能量被消耗，而且还带来严重的散热问题，如芯片功耗墙的出现，限制芯片性能的发挥。如何能够降低半导体器件的能耗，是目前半导体材料面临的一个挑战。

2、金属等离子共振是一种典型的金属纳米颗粒的光电效应，可以使金属纳米颗粒中的电子通过吸收光子能量，形成动能和迁移率更大的热电子-空穴对。最近，我们基于金属的等离子共振，在co/al双金属阵列中，实现了热电子-空穴对主导的室温半导体输运行为(doi:10.1063/5.0087808)。该阵列不仅拥有比金属阵列更低的电阻率，而且还可以实现将金属阵列n型（电子主导）输运到p型（空穴主导）输运的转变。基于金属纳米阵列热电子-空穴的输运性质，为突本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超低功耗双金属纳米pn结阵列材料，包括带金属薄膜的衬底、聚苯乙烯胶体晶体微球模板、Ag/Al（或Au/Al）球壳阵列膜，胶体微球模板位于金属薄膜之上，双金属球壳阵列覆盖于模板之上；

2.根据权利要求1所述的超低功耗双金属纳米pn结阵列材料，其特征在于，所述双金属阵列内壳层沉积厚度为5-15 nm附着于胶体微球上、外壳层厚度为50-100 nm附着于内金属壳层之上。

3.根据权利要求1所述的超低功耗双金属纳米pn结阵列材料，其特征在于，所述衬底为硅片、玻璃、蓝宝石等导电性能较差衬底，所述金属薄膜厚度为5-40 nm。

4.根据权利要求1所述的超低...

【技术特征摘要】

1.一种超低功耗双金属纳米pn结阵列材料，包括带金属薄膜的衬底、聚苯乙烯胶体晶体微球模板、ag/al（或au/al）球壳阵列膜，胶体微球模板位于金属薄膜之上，双金属球壳阵列覆盖于模板之上；

2.根据权利要求1所述的超低功耗双金属纳米pn结阵列材料，其特征在于，所述双金属阵列内壳层沉积厚度为5-15 nm附着于胶体微球上、外壳层厚度为50-100 nm附着于内金属壳层之上。

3.根据权利要求1所述的超低功耗双金属纳米pn结阵列材料，其特征在于，所述衬底为硅片、玻璃、蓝宝石等导电性能较差衬底，所述金属薄膜厚度为5-40 nm。

4.根据权利要求1所述的超低功耗双金属纳米pn结阵列材料，其特征在于，所述胶体微球直径100-300 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，姜涛，王海波，李季腾，周雍瑞，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：