1.5.2.1 .Cơ chế nhạy khớ chung của vật liệu oxit kim loại bỏn dẫn
1.6. Tổng quan về vật liệu dõy nano SnO2
1.6.3. Tớnh chất điện của dõy nano SnO2
SnO2 là chất bỏn dẫn loại n trong đú hạt tải chớnh là cỏc điện tử. Tớnh bỏn dẫn của SnO2 là do cỏc nỳt khuyết oxy và sự xen kẽ của nguyờn tử Sn gõy nờn. Tựy thuộc vào phương phỏp chế tạo khỏc nhau sẽ dẫn tới số lượng nỳt khuyết oxy và số nguyờn tử Sn xen kẽ cũng khỏc nhau, cho nờn độ dẫn của dõy nano sẽ thay đổi. Hiện nay cỏc nhà khoa học vẫn cũn tranh luận về loại sai hỏng nào đúng gúp chớnh vào việc vận chuyển điện tớch trong vật liệu khi mà cỏc khuyết tật điểm rất khú quan sỏt trực tiếp. Một vấn đề rất quan trọng liờn quan đến vận chuyển điện tớch của dõy nano là sự tiếp xỳc giữa vật liệu với điện cực. Tiếp xỳc giữa kim loại với chất bỏn dẫn đúng vai trũ quan trọng trong tất cả cỏc thiết bị điện tử. Cú hai loại tiếp xỳc tại vựng chuyển tiếp giữa kim loại với bỏn dẫn là tiếp xỳc Ohmic và tiếp xỳc Schottky. Tiếp xỳc Ohmic là tiếp xỳc mà đường đặc trưng I-V của nú là tuyến tớnh và đối xứng. Ngược lại, nếu đặc trưng I-V của thiết bị là khụng tuyến tớnh và khụng đối xứng thỡ đú là tiếp xỳc Schottky. Đặc trưng điện cú thể điều khiển được và độ tin cậy cao là rất quan trọng trong chế tạo cỏc mạch điện tử. Khi tiếp xỳc giữa kim loại và bỏn dẫn là lý tưởng thỡ đặc tớnh của tiếp xỳc được xỏc định bởi loại bỏn dẫn và sự khỏc nhau giữa cụng thoỏt của kim loại và vật liệu bỏn dẫn. Nie và cộng sự đó khảo sỏt tớnh chất điện của dõy nano SnO2 đơn sợi [12]. Dõy nano cú đường kớnh và chiều dài lần lượt là 50 nm và 2,2 μm, một đầu được nối với kim loại W, đầu cũn lại nối với dõy Au. Kết quả nghiờn cứu được chỉ ra trờn Hỡnh 1.14.
Hỡnh 1.14. Sơ đồ khảo sỏt tớnh chất điện dõy nano SnO2 (a) và đường đặc trưng I-V của tiếp
20
Điện ỏp là cong tuyến tớnh tại 0,1 V/s và dũng thay đổi theo mối quan hệ chỉnh lưu I-
V. Tớnh chất chỉnh lưu này bắt nguồn từ rào thế Schottky tại chuyển tiếp giữa dõy nano
SnO2 với kim loại, rào thế này gõy ra do sự chờnh lệch cụng thoỏt giữa dõy nano SnO2 (4,9 eV) so với Ag (4,26 eV) và W (4,55 eV). Điều này được giải thớch là do đường đặc trưng
I-V là gần đối xứng. Sự di chuyển của hạt tải giữa tiếp xỳc kim loại và bỏn dẫn cú thể gõy
ra bởi cỏc cơ chế khỏc nhau như sự dịch chuyển do nhiệt qua rào thế, sự xuyờn ngầm với sự hỗ trợ bởi cỏc điện tử ở vựng tiếp giỏp giữa kim loại-bỏn dẫn hay sự xuyờn ngầm thụng qua rào thế.