【摘 要】
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作为宽带隙半导体材料,ZnO具有良好的化学稳定性和热稳定性,其优异的发光特性、场发射特性近年来得到了广泛重视。最近纳米氧化锌材料成为国内外研究的热点。本文主要研究了
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作为宽带隙半导体材料,ZnO具有良好的化学稳定性和热稳定性,其优异的发光特性、场发射特性近年来得到了广泛重视。最近纳米氧化锌材料成为国内外研究的热点。本文主要研究了纳米氧化锌的制备及其结构、光致发光和电子场发射特性。主要内容和创新点如下:1.利用热蒸发气相输运方法,通过改变不同的工艺参数,在多种衬底(硅、玻璃、铜等)上成功制备了不同形貌的ZnO纳米结构,比较了不同生长参数对产品形貌的影响,分析了它们的生长机理,研究了它们的场发射性能。电子场发射测试表明,四角状纳米线样品开启电压为2.9V/μm,由于其顶端直径较小,获得1mA/cm~2发射电流的电场仅为5.4V/μm。杆状纳米线样品生长的定向性较好,但因其头部直径较大,其场发射开启电压为3.3V/μm;得到1mA/cm~2发射电流密度所需的电场为6.2V/μm,比四角状纳米线样品高。两类ZnO纳米线样品均具有较好的电子场发射稳定性,有望成为优良的电子场发射阴极。2.对导电玻璃衬底上生长图形化ZnO纳米结构进行研究,成功制备了单元面积约为400×100μm2的图形化阵列,单元排列规则,分布均匀一致,场发射性能良好,为实现场发射平板显示器的全玻璃封装提供了实验基础。3.用热蒸发法,通过低温—升温—高温三个阶段,制备出两种新颖的ZnO/ZnMgO异质结构。沿c轴择优生长,为单晶六角纤锌矿结构。新颖的结构和生长机理被系统地分析和讨论。此方法制备的微米棒具有较好的可重复性。
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