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氧化锌(ZnO)纳米材料具有禁带宽(3.37eV)，光电性质良好，化学稳定性高，在高场强下，能带易弯曲等优点，被认为是最有前途的场发射阴极材料之一。阴极材料是场发射显示器(Field Emission Display, FED)电子源的核心，因此氧化锌纳米材料的场发射性能具有相当重要的研究价值。 首先，通过溶胶凝胶-水热两步法在少层晶种膜上制备ZnO纳米棒阵列。为了研究晶种膜对ZnO纳米棒生长的影响，不同层数晶种膜（2，4，6，8层）被制备，利用扫描电子显微镜、X射线衍射(XRD)、对晶种膜和晶种膜上生长的ZnO纳米棒进行表征。结果表明晶种膜层数为4时，ZnO纳米棒取向性最好，密度最大。同时用紫外荧光分光光度计测试了材料的光致发光(PL)性能，通过分析紫外发射峰和可见蓝光发射峰的峰位及其峰强比，发现4层晶种膜上生长的ZnO纳米棒具有最多的本征缺陷，其导电性最好，通过场发射测试研究，4层晶种膜上生长的ZnO纳米棒具有最低的开启电场，13.3V/μm，最大的发射电流，及最大的有效发射电流面积，其优异的场发射性能来源于材料具有较大的场增强因子、较好的导电性、较高的密度和良好的垂直取向性。 其次，利用水热法制备了Ag-ZnO复合纳米材料，分别添加不同浓度的Ag+，通过XRD，扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行表征，发现随着Ag+离子浓的度增加，Ag纳米颗粒的含量越来越多。通过PL光谱分析，Ag的加入使得可见光发射峰的数量增加和紫外发射峰数量减少，导致Ag-ZnO的本征缺陷增加。通过场发射性能测试，发现Ag的含量越多，场发射性能越好。根据Fowler-Nordheim(F-N)理论对，对电流曲线进行e指数拟合分析，实验曲线由不同e指数曲线组成，每一种的e指数曲线代表一种电子发射过程。结果表明Ag-ZnO纳米材料的场发射过程包括有Ag的发射和ZnO价带的发射。 光辐照能够使得一部分缺陷能级上的电子吸收光子能量，发射出去，从而增强场发射电流，因此本文讨论了蓝色可见光和紫外光光辐照对ZnO纳米棒和Ag-ZnO复合纳米材料的场发射性能的影响，不同强度蓝色可见光和紫外光辐照均明显增强场发射电流。而且光照强度越强，场发射电流增强效果越明显。同样用e指数拟合分析，场发射过程分别为Ag的电子发射，价带电子发射，导带电子发射。其中导带电子发射有一部分来自吸收光子后的跃迁发射。不同波长的光辐照时，发射机理不同，鉴于ZnO独特的晶体结构特性，由于紫外光的光子能量比蓝光大，并与ZnO禁带宽度相似，更加利于增强场发射性能。