论文摘要
本文利用磁控溅射的方法在Si（100）基片上成功沉积了非晶碳膜（ a-C ）,并对其电输运特性、气压敏感性和气体敏感性进行了较为详细的研究。论文第一部分研究了a-C/Si异质结的电压-电流（I-V）特性及其温度依赖效应。主要结果为:（1）随着外加电场、温度的变化,其I-V曲线将发生明显的变化。当施加较小的正向偏压时,在80240 K的温度区间,其导电机制主要表现为Ohmic导电机制。然而随着正向偏压的增加,a-C/Si异质结的主要导电机制将由Ohmic转变为Space Charge Limit Current （SCLC）导电机制;而在高温区域（240300 K）,a-C/Si异质结的导电机制主要为Ohmic。（2）在80300 K温度区间内,a-C/Si异质结的结电阻随温度的规律变化,呈现出金属-绝缘体转变现象;并且随着外加偏压的增加,金属-绝缘体转变点将会向高温方向移动。（3）提出了相应的机理模型解释上述有趣的现象。论文第二部分研究了a-C/Si异质结的气压敏感特性。主要结果为:（1）首次观测并报道a-C/Si异质结具有气压敏感特性。外界气体的压强对a-C/Si异质结的I-V性质具有较大的影响,尤其对于其反向的I-V性质。在某一恒定外加偏压下,当外界气体压强由100 Pa增加到100000 Pa,其结电阻将会增加到原来的3300 %。研究结果表明,该异质结在开发、制备气压探测器件方面具有潜在的应用价值。（2）不同沉积气压、沉积温度下制备出的a-C/Si异质结的气压敏感特性具有较大的差别。通过对不同沉积气压、沉积温度下制备出的a-C/Si异质结的气压敏感性进行比较,发现:室温下、沉积气压为4 Pa时制备的a-C/Si异质结具有最佳的气压敏感特性。（3）提出了相应的机理模型解释观测到的气压敏感特性。论文第三部分研究了a-C/Si异质结的气体敏感特性。主要结果为:（1）首次观测到a-C/Si异质结对于NH3气体具有敏感特性。NH3气体对a-C/Si异质结的I-V性质具有较大的影响,当外加反向电压恒定,将a-C/Si异质结由空气中转移到含有少量NH3气体的空气中,其结电阻将会迅速的增加到原来的约100倍,将a-C/Si异质结重新转移到空气中,其结电阻将会迅速恢复到初始值。（2）将铟电极、a-C薄膜和n-Si视为metal-insulator-semiconductor（MIS）结构,并建立了相应的理论模型用于解释a-C/Si异质结的气体敏感特性。