内容发布更新时间 : 2024/12/27 11:39:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟

ZnO 纳米棒/CNTs 复合阴极的制备及其场发射性能的研

究

采用水热法和喷涂法制备 ZnO 纳米棒/CNTs 复合材料，并测试其场发 射性能。首先采用水热法在

场发射阴极材料作为场致发射器件的最重要的组成部分，已引起场发射 研究人员的广泛兴趣，它们可以应用于真空微电子学、纳米科学和材料科学等 领域。碳纳米管(CNTs)由于其比表面积高、导电性好、开启场强低和场致发射 电流密度高等优越性能，已成为场致发射阴极材料中最有应用前景的材料之 一。然而，至今仍然存在许多问题，例如不均匀分布、团聚、尖端较少等，这 极大地限制其在场发射领域上的应用。一维的金属氧化物纳米材料(如 ZnO、 SnO2 和 Fe2O3 等)由于具有独特的物理性能、高化学稳定性、良好的机械性能 和高场增强效应等优点，已引起国内外研究人员的普遍关注。其中，ZnO 具有 电子结合能大、机械性能高和热稳定性好等特点，已成为最重要的无机氧化物 半导体之一。然而，由于其低导电性的固有缺点，ZnO 在许多场发射领域的实 际应用上，尤其是在场发射上受到极大的阻碍。因此，真空技术网(chvacuum/) 认为在改善这些金属氧化物材料的电导率问题上仍存在很大挑战。金属氧化物 与 CNT 在交界处存在电荷传输交互以及轨道杂化，这可以修改 CNT 的电子结 构，氧化物与 CNT 形成异质结，同时也扩大了氧化物纳米材料的潜在应用领 域。

研究至今，一些有关 ZnO/CNTs 复合材料在场发射领域应用的研究已经 见报，包括 CNTs 上长 ZnO 纳米粒子，CNTs 上长 ZnO 纳米线，在修饰的定向 CNTs 阵列上生长 ZnO 纳米线，在 ZnO 薄膜上生长单壁碳纳米管(SWNTs)，在

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CNT 薄膜表面通过覆盖 ZnO 纳米颗粒，丝网印刷的多壁碳纳米管(MWNTs)薄膜 上生长 ZnO 纳米尖和 ZnO 纳米棒，均改善了场发射性能。此外，最近， ShuyiDing 等报道了生长在垂直排列的 CNTs 网状阵列上 ZnO 纳米线，开启场强 为 0.8V/μm；通过低温湿化学沉积技术在 CNTs 基底表面生长 ZnO 纳米 线，有效地合成 ZnO 纳米线/MCNTs 异质结阵列，开启场强为 1.5V/μm。所 有这些方法制备出的 ZnO 纳米棒/CNTs 复合阴极都展现出很好的场发射性能， 但有些方法成本较高或者有些过程较复杂。

为了增强 ZnO 和 CNTs 的场发射特性，本文采用低成本和简单的方式来 实现 ZnO 纳米棒和 CNTs 的复合，通过水热法生成 ZnO 纳米棒阵列，利用简单 的喷涂方法来获得 ZnO 纳米棒/CNTs 复合阴极，该复合阴极有极优的场发射性 能。

1、实验

首先，用 Zn(CH3COO)2 和乙醇配置种子液，浓度为 0.005mol/L，反应形 成溶胶。在 3、结论

本文提出一个新颖、简单的方法，用以实现增强 ZnO 纳米棒和 CNTs 场 发射性能。通过直接喷涂，将涂 CNTs 附着在 ZnO 纳米棒上，制备出 ZnO 纳米 棒/CNTs 复合材料。在该复合材料中，CNTs 均匀地缠绕在 ZnO 纳米棒尖端 上，使得 CNTs 的尖端暴露出来。除了 ZnO 纳米棒本身的发射尖端，ZnO 纳米 棒/CNTs 复合材料中还形成了更多的 CNTs 场致发射尖端。经测试，该复合阴极 具有良好的场发射性能，其开启场强为 0.96V/μm，场增强因子为 9881，且 在测试 60min 内仅有 2.5%的电流衰减，具有极好的场发射稳定性。

ZnO 纳米棒/CNTs 复合阴极的制备及其场发射性能的研究 tips:感谢大家 的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！