【摘 要】
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在非真空环境下,我们使用一种简单的热蒸发方法在硅基底上合成了单晶的氧化锌一维纳米材料.该制备方法和其它制备方法不同的是没有引入其它材料作为催化剂.在制备过程中,基底
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在非真空环境下,我们使用一种简单的热蒸发方法在硅基底上合成了单晶的氧化锌一维纳米材料.该制备方法和其它制备方法不同的是没有引入其它材料作为催化剂.在制备过程中,基底的温度始终保持在500℃以下.这对使用直接生长法制备显示器件是非常有利的.我们在超高真空系统中研究了氧化锌纳米线阵列的场发射,得到了2.8V/μm的开启场强.在4.3 V/μm的电场强度下获得了5.5mA/cm2场发射电流密度.我们还得到了均匀高密度场发射中心分布.这些结果证明ZnO纳米线在平板显示器领域有巨大的应用潜力.我们观察了ZnO纳米棒阵列的场发射,发现了大量的环状场发射图像.我们推测分叉纳米棒尖端边缘结构或单根纳米棒顶端边缘结构的场发射导致了环状场发射图像.我们发现热处理除气会在一定程度上改善ZnO纳米线的场发射性能.在热处理的过程中,磷(P)元素无意之中被引入ZnO纳米线,并导致了较高的开启场强.我们怀疑磷(P)的掺入将原来的n型ZnO纳米线转变为p型ZnO纳米线导致了其场发射性能的恶化.最后我们讨论了传统的Fowler-Nordheim理论对我们实验结果的适用性.虽然我们的实验结果仍然唯象地遵循FN理论,但是我们确信表面态在场发射中扮演的关键角色应当受到关注.
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