电化学法纳米线的制备

张曦元

【摘 要】作为新一代存储器，相变存储器如果想要进一步发展必须要考虑尺寸微缩的问题。而SbTe就是一种优秀的相变材料，因此研究纳米尺度的SbTe的性质具有很强的现实意义。本文描述了电化学法制备SbTe纳米线的流程，成功制备了8mA、10mA、20mA电流下的纳米线，并对制备成功的纳米线做了TEM和XRD检测，最后对结果进行了分析，得到了小幅度改变电流会改变结晶强度，大幅度改变电流会改变结晶晶相的结论。

【关键词】SbTe 纳米线 电化学法 相变材料

【Abstract】 As a new generation of memories， phase change memories have to be smaller for further development. SbTe is one of excellent phase change materials， thereby research on properties of SbTe on the nanoscale has profound significance. This paper is about the procedures of making nanowires and I succeeded in making nanowires by adding 8mA， 10mA and 20mA seperately. I took their TEM photos and analysed nanowires by means of XRD method. Finally， I draw the conclution that changing current slightly can change the crystallinity and changing current significantly can change the phase.

【Key words】 SbTe；nanowires；electrochemical method；phase change materials

1 引言

相变存储器具有读写速度快，循环次数高，功耗低等优点，相比传统的闪存技术有很大优势。因此作为一种新兴的存储器，相变存储器有很好的市场前景。而相变材料的在晶态和非晶态间的转变直接决定着相变存储器的性能。因而我们需要进一步研究相变材料的结构。而随着相变存储器的发展，相变存储器的尺寸微缩成为一个重要课题。而SbTe材料作为一种重要的相变材料，它的纳米尺度的特性对于相变存储器的微缩具有重要意义。现在对电化学法制备出的相变材料多集中于对薄膜特性的研究，对一维纳米线的研究比较缺乏。本文对一维纳米尺度下的纳米线进行了研究，希望能对做相变存储器材料做研究的研究人员有所帮助。

2 实验部分

2.1 制备原理

制备过程属于金属的阴极还原沉积，适合在模板的纳米孔道内制备金属纳米线。

（1）传质过程：放电金属阳离子或金属络合离子从电解液中通过扩散、对流、电迁移等步骤，不断向电极表面输送。

（2）电化学过程：金属离子或金属络合离子脱水，并吸附在阴极表面上放电，还原成金属原子的过程。

（3）结晶过程：金属原子在阴极上排列，形成一定形式的金属晶体。

原理图如图1所示。

2.2 制备流程

用去离子水清洗模板，用镊子夹着铝-氧化铝模板用吹风机吹干后在模板的光亮面（Al面）涂抹防护油（防止SbTe材料在模板的这一面沉积，因为氧化铝面为有孔面），再将分别溶解在稀硝酸和柠檬酸里的TeO2和Sb2O3溶液一比一混合（控制浓度配比使得混合溶液中的Te和Sb摩尔数相等），用镊子夹着模板（做阴极）和石墨（做阳极）通不同大小的电流4小时，再用氢氧化钾溶液溶解模板，得到沉积在模板孔洞中的纳米线，放入无水乙醇中保存。

3 结果与讨论

3.1 纳米线形貌表征

由图2可以看到制备出的纳米线边缘较为平整，无毛刺现象。

3.2 不同电流下SbTe纳米线的物相表征

X射线衍射分析图如图3所示。

4 分析与结论

8mA电流与10mA电流下出峰的位置相近，但峰的强度有很大差别。这说明对制备电流微小的改变使得结晶更加彻底，也就是说它改变了结晶的强度。而在20mA的电流下出现了很明显的新的峰，这说明大幅度改变制备电流会产生新的晶相，也就是形成不同的结晶。

参考文献：

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