Artificial Optoelectronic Synapse Device Applications of Zinc Oxide Grown by Chemical Bath Deposition

化学浴沉积法生长的氧化锌在人工光电突触器件中的应用

• 批准号: 22K04220
• 负责人: 寺迫 智昭
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04220/
• 关键词: 酸化亜鉛; ヒステリシス; キャリア輸送機構; 光電流; 化学溶液析出法; 紫外光検出器; 光電子シナプス素子

当初の計画では、当該年度中に水素、酸素、大気、真空と異なる雰囲気で熱処理を施したZnO NRs層を用いたPEDOT:PSS/ZnO NRs/GZOヘテロ接合UV光検出器を作製し、UV光検出におけるNRの表面の影響とその制御性を検討する予定であった。しかしながら、世界的な半導体素子や資材の不足のため、熱処理システムの構築が困難となった。そこで、原料に用いた硝酸亜鉛六水和物とヘキサメチレンテトラミンの濃度比（以下、[HMT]/[ZnNit]）を変えて化学溶液析出（CBD）法によって成長したZnO NRs層や大気中で熱処理を施したZnO NRs層を用いた素子作製と特性評価を重点的に行った。その結果、[HMT]/[ZnNit]の増加とともに整流比とPEDOT:PSS/ZnO NRsヘテロ界面に形成されるポテンシャル障壁の高さが上昇した。[HMT]/[ZnNit]=0.94のCBD溶液で成長したZnO NRs層をもつUV光検出器において最大の暗電流対光電流比が得られた他、光電流スペクトルのスペクトル形状に[HMT]/[ZnNit]依存性が観察された。素子の電圧-電流（V-I）特性では、順方向領域と逆方向領域でヒステリシスループが観察され、UV光照射によって順方向領域のヒステリシス面積は減少するのに対して、逆方向領域のヒステリシス面積は増加するという傾向が見られた。V-I特性は三つの領域に分割され、低電圧領域ではオーミック特性、高電圧領域では電流がほぼ印加電圧の4乗に比例し、それぞれの領域おけるキャリア輸送が直接トンネリングとFowler-Nordheimトンネリングによって支配されていることを示す結果が得られた。両者の中間領域では、空間電荷制限伝導の挙動が観察された．また暗状態において順方向電圧上昇と下降を繰り返すとともに最大順方向電流が増加することが明らかになった。

最初的计划是在本财年使用在不同气氛（如氢气、氧气、空气和真空）中热处理的 ZnO NRs 层制造 PEDOT:PSS/ZnO NRs/GZO 异质结紫外光电探测器。计划研究NR表面对检测的影响及其可控性。然而，由于全球范围内半导体元件和材料的短缺，构建热处理系统变得困难。因此，我们研究了通过改变六水硝酸锌和六亚甲基四胺（以下简称[HMT]/[ZnNit]）为原料，在大气中通过化学溶液沉淀（CBD）法生长的ZnO NRs层。我们专注于使用热处理的 ZnO NR 层制造器件并评估其特性。结果，随着[HMT]/[ZnNit]的增加，在PEDOT:PSS/ZnO NRs异质界面处形成的势垒高度和整流比增加。除了在 [HMT]/[ZnNit] = 0.94 的 CBD 溶液中生长的 ZnO NRs 层的 UV 光电探测器中获得的最大暗电流与光电流比之外，光电流光谱的光谱形状类似于 [HMT]/观察到[ZnNit]依赖性。在该器件的电压-电流(V-I)特性中，在正向和反向区域中观察到磁滞回线，并且当正向区域中的磁滞面积因UV光照射而减小时，反向区域中的磁滞面积A减小。观察到增加的趋势。 V-I特性分为三个区域：低电压区域是欧姆特性，高电压区域是电流大约与施加电压的四次方成正比的区域，每个区域中的载流子传输以直接隧道效应和直接隧道效应为主。福勒-诺德海姆隧道的结果表明。在两者之间的中间区域，观察到空间电荷限制的传导行为。还发现，最大正向电流随着暗态下正向电压反复上升和下降而增加。

项目成果

化学溶液析出法による水酸化ニッケルナノウォール成長と表面形態へのシード層の影響

化学溶液沉淀法种子层对氢氧化镍纳米墙生长和表面形貌的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 寺迫智昭;山本哲也
• 通讯作者: 山本哲也