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氧化锌(ZnO)因其较宽的禁带宽度、电子亲和势为负、物化性能稳定等优点,被视为理想的场发射阴极材料。一维ZnO纳米材料工艺简单,便于实现器件化,但表面积小,稳定性差。多维纳米材料由于其表面积大和性能稳定,受到许多研究者的关注。本文主要先采用喷墨打印制备ZnO薄膜,后电化学沉积法生长图形化ZnO纳米枝阵列多维结构。一方面利用图形化技术控制ZnO阵列在一定范围内生长,减小其分布密度,降低场屏蔽效应;另一方面,用电化学沉积法制备ZnO纳米枝阵列,增加发射点,提高局域电场,改善场发射性能。本文采用电化学沉积法在覆盖ZnO薄膜的ITO上制备纳米ZnO,分别研究沉积时间和沉积电流对其形貌及场发射性能的影响。结果表明,当沉积时间由30min增大到120min时,所制备的ZnO形貌从纳米棒生长成纳米枝状;沉积电流对纳米ZnO形貌的影响显著,当沉积电流为2mA时,所制备的纳米ZnO为棒状,而高于3mA时所制备的纳米ZnO呈现枝状。场发射性能测试表明,在沉积时间为90min,沉积电流为3mA时,纳米ZnO表现出最好的场发射性能,具有最低的开启场强为1.54V/μm。其次,喷墨打印制备的ZnO薄膜作为生长ZnO阵列的种子层。首先以醋酸锌为溶质,乙醇胺为添加剂,用不同的溶剂分别制备ZnO水溶液墨水、ZnO醚溶液墨水和ZnO醇溶液墨水。ZnO水溶液墨水浑浊,不适合打印。研究不同醋酸锌浓度和乙醇胺浓度配制的ZnO墨水(醚溶液墨水和醇溶液墨水),在一定范围内,粘度越大,可打印性越好。结果表明用醋酸锌浓度为0.5M,乙醇胺浓度为1M,配制的ZnO墨水,粘度合适,可打印性和喷墨稳定性最好。最后,结合喷墨打印和电化学沉积法制备图形化ZnO纳米枝阵列,相对整面电化学生长的ZnO纳米枝,图形化生长可以一定程度上减小其生长密度,改善场发射性能;相对喷墨打印/水热法制备的ZnO纳米棒阵列,分枝结构提供了更多的场发射尖端,有利于提高场发射性能,开启场强为1.14V/μm。另外,研究墨水配方对ZnO阵列的场发射性能影响,发现采用ZnO醇溶液墨水制备ZnO阵列的场发射性能更好。