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真空微电子器件因具有耐高温、响应快、功率大、适合大规模生产、集成化等优点,在军事和民用工业中发挥了重要的作用,其核心是场发射冷阴极。近年来,一维纳米冷阴极材料的制备和应用成为真空微电子学的前沿内容。本文采用简便的化学气相沉积技术在导电基片上直接生长一维纳米结构,可以增强一维纳米结构与基片之间的附着力,降低接触电阻,有望得到性能优良的新型冷阴极材料。水相沉淀反应和水热法制备纳米材料具有简便可行、成本低、工艺相对简单等优点,是进行工业化生产的首选;因气体传感相互作用的德拜长度与纳米材料本身的尺度相当,且纳米材料有高的比表面,纳米材料可作为高性能气敏材料,这是近年的研究热点。本文利用水相沉淀反应和水热法制备氧化物纳米材料,并用于气体传感的测试。
1.ZnO是一种性能优良、应用前景广阔的半导体材料,其一维纳米结构在场致电子发射、光电纳米器件等诸多领域有重要的应用前景。本文以Cu-Zn合金片为基底并提供Zn源,通过简单的氧化过程,成功地在导电的合金基片上大面积地生长出了ZnO一维纳米结构薄膜,揭示了制备规律,在材料制备、形貌调控的同时实现了纳米结构组装和功能化的集成。进一步的研究表明,制备的ZnO纳米材料有着优良的发光性能和场发射性能,在真空微电子器件领域具有潜在的应用价值。
2.SnO2是一种重要的功能半导体材料,在光电子设备、气敏传感器、导电电极和催化剂中都有着极为广阔的应用。本文以自制的Cu-Sn合金片为基底并提供Sn源,通过简单的氧化过程,在合金基片上大面积地生长出了SnO2一维纳米结构薄膜,获得了优良的场发射性能。
3.TiO2在光催化、太阳能电池和生物材料领域有广泛的应用。本文利用水汽直接氧化钛片,在导电钛片上生长TiO2纳米片和纳米带,具有一定的场发射性能。利用丙酮蒸汽热处理钛片,在导电钛片上生长TiO2和TiC纳米材料,并获得了优良的场发射性能。
4.利用水相沉淀反应制备三维ZnO纳米花簇,利用水热法制备In2O3纳米晶,并获得了良好的对乙醇气体、H2、CO和NH3的气敏性能和对紫外光的响应。