一維氧化鋅納米材料的低溫可控合成、表征及其器件應用探索.pdf

1、中山大學博士學位論文一維氧化鋅納米材料的低溫可控合成、表征及其器件應用探索姓名：劉俊申請學位級別：博士專業(yè)：光學工程指導教師：許寧生20080610摘要姍時，繼續(xù)增加種子層的厚度，納米線的密度和高徑比變化范圍非常窄。我們研究了其背后的物理機制，認為生長溶液對種子層的刻蝕是引起其密度變化的原因，而溶液中局域鋅離子濃度的差異是引起高徑比變化的原因。我們接著研究了密度和高徑比的變化對氧化鋅納米線場發(fā)射特性的影響，測試結(jié)果表明，不同密度的氧化鋅

2、納米線的場致電子發(fā)射性能差異較大。實驗表明當氧化鋅納米線的密度在～109／cm2、相應的高徑比在2628的時候，其具有最佳的場致電子發(fā)射性能，其開啟電場為71v／um。3、發(fā)明了一種簡單而有效的控制氧化鋅一維納米結(jié)構(gòu)形貌的方法。通過簡單地降低生長溶液中鋅離子的濃度，我們實現(xiàn)了氧化鋅一維納米結(jié)構(gòu)形貌從納米棒狀一納米筆狀一納米針尖狀的轉(zhuǎn)變。我們分析研究了其背后的物理機制，認為溶液中鋅源的耗盡是導致針尖形貌形成的原因。接著我們研究了不同形貌的

3、氧化鋅一維納米結(jié)構(gòu)的場致電子發(fā)射性能。場發(fā)射測試表明，形貌對氧化鋅一維納米結(jié)構(gòu)的場致電子發(fā)射特性具有較大的影響，氧化鋅納米針尖具有最優(yōu)化的場發(fā)射性能，其開啟電場低至42V／岬。4、我們進一步探索了帶控制柵極的氧化鋅納米線場發(fā)射器件陣列的制作。我們結(jié)合自上而下的微納加工技術(shù)和自下而上的納米材料生長技術(shù)，制作了帶柵極的氧化鋅納米線場發(fā)射器件陣列，獲得了相關(guān)的器件制作工藝技術(shù)，包括：(i)柵孔中氧化鋅納米線的定位制備；(ii)柵孔中納米線的密