悬浮ZnO纳米线

高载流密度

与InP、GaN、InAs纳米线相当的电子密度，但击穿电流密度和功率密度优于衬底束缚ZnO纳米线，是三维纳米电子器件的候选互连和功能单元。

Djoulde, Aristide · Liu, Xinyue · Lingdi, Kong · Zhao, Pengfei · 饶进军 · 陈金波 · Lingjun, Meng · Wang, Zhiming · 刘梅

ACS Applied Materials & Interfaces 2023

参数信息

平均电阻率

2.3 × 10⁻² Ω·cm

电子密度

1.89 × 10¹⁸ cm⁻³

最大击穿电流密度

0.14 MA/cm²

最大击穿功率密度

6.93 mW/μm³

接触热导（W-ZnO）

0.4 nW/K

接触热导（Pt-ZnO）

1.66 pW/K

弹性模量

130–171 GPa

纳米压痕硬度

5–10 GPa

技术优势

载流能力更强

最大击穿电流密度~0.14 MA/cm²，高于衬底束缚ZnO纳米线，可在更高电流密度下工作。

接触热导实测

测得W-ZnO和Pt-ZnO接触热导分别为~0.4 nW/K和~1.66 pW/K，为器件热管理提供关键参数。

力学性能近块体

弹性模量130–171 GPa，接近块体ZnO，硬度5–10 GPa，有利于机械可靠性设计。

应用场景

• 纳米电子学：高电子密度支持高速纳米电子器件，与InP、GaN、InAs纳米线相当。
• 三维集成互连：悬浮结构和高击穿电流密度适合垂直互连，承载大电流。
• 纳米机电系统：近块体弹性模量和可控悬浮结构可用于NEMS谐振器。
• 高灵敏度传感器：高表面体积比和可调电学性能提升传感器灵敏度。
• 宽禁带半导体器件：ZnO宽禁带特性支持高温高频器件。