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ZnO是一种宽带隙半导体材料,激子束缚能大,电子亲和势低、热导率和载流子迁移率高且物理和化学性能稳定,因此是优异的场发射阴极材料之一。ZnO具有极其丰富的形貌,将不同形貌的ZnO进行复合,可以改善单一结构ZnO在场发射显示中的局限性。因此,对ZnO复合纳米结构的生长及其场发射性能进行研究具有重要的意义。首先,采用化学气相沉积法(CVD)制备四针状ZnO,并研究H2O2前处理Zn粉对其生长及场发射性能的影响。结果发现,当H2O2体积浓度为0.5%时所制备样品的ZnO晶须长度适中且场发射性能最好,开启场强为4.60 V·μm-1,场增强因子为3243。再采用CVD法在四针状ZnO表面生长ZnO纳米线,制备得到四针状/纳米线ZnO的复合纳米结构,研究二次生长时间和O2通量对ZnO复合纳米结构形貌和场发射性能的影响。研究表明,当生长时间为20 min,O2通量为20 sccm时制备的样品场发射性能最好,开启场强为3.37 V·μm-1,场增强因子为3790。其次,同样采用两步CVD法制备Sn掺杂四针状/纳米线ZnO复合纳米结构,研究不同Sn掺杂量对复合纳米结构形貌及场发射性能的影响。结果表明,当蒸发源中Zn:Sn=1:0.5时,所制备的四针状/纳米线ZnO具有最好的场发射性能,其开启场强为2.61 V·μm-1,场增强因子为6940。相比于没有掺杂的复合纳米结构,一定量的Sn掺杂使其场发射性能得到改善。最后,采用溶胶-凝胶法和水热法分别制备脊状ZnO和纳米棒ZnO,再采用CVD法分别在这两种结构的ZnO表面制备ZnO纳米线,得到脊状/纳米线ZnO、纳米棒/纳米线ZnO两种复合纳米结构。分别对制备的不同形貌ZnO复合纳米结构的场发射性能进行测试,得到脊状/纳米线ZnO和纳米棒/纳米线ZnO的开启场强分别为5.57 V·μm-1和3.63 V·μm-1,场增强因子分别为1749和3814,而脊状ZnO和ZnO纳米棒的开启场强分别为6.74 V·μm-1和5.8 V·μm-1,场增强因子分别为1635和1523。对比单一结构ZnO和ZnO复合纳米结构的场发射性能发现,复合纳米结构可以提高ZnO场发射性能。总之,本文运用科学的实验方法,制备得到不同形貌的ZnO复合纳米结构,并系统研究不同工艺参数对复合纳米结构场发射性能的影响,得到场发射性能优良的ZnO复合纳米结构。研究结果可以为ZnO纳米结构在场发射器件上的应用提供一定的理论和实践依据。