四針狀氧化鋅晶須的場發(fā)射特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、作為半導體氧化物材料,氧化鋅(ZnO)具有優(yōu)異的電、磁、光、力學和化學等宏觀特性,廣泛應用于精細陶瓷、紫外線屏蔽、壓電材料、光電材料、高效催化材料、磁性材料等領域。由于ZnO具有負的電子親和勢,高的機械強度和化學穩(wěn)定性,而且在高場強下,表現(xiàn)出強烈的能帶彎曲,因此,被認為是最有前途的場發(fā)射陰極材料之一。 本論文首先研究了四針狀氧化鋅晶須(T-ZnOw)的場發(fā)射性能,結果表明,通用的量產T-ZnOw開啟電場和閾值電場可分別達到3.7

2、V/μm和6.9V/μm,場增強因子β為2315。 采用固溶法制備了Al<'3+>摻雜的T-ZnOw樣品,通過分析表征證明Al元素主要是以Al<'3+>形式替換ZnO晶格中Zn<'2+>,形成替位式雜質;且Al<'3+>摻雜未改變T-ZnOw的微觀形貌和六角纖鋅礦結構;隨著Al<'3+>摻雜量的增加,晶格常數(shù)C減小。光致發(fā)光譜顯示,0.5mol%Al<'3+>摻雜T-ZnOw具有較好的結晶平衡,可減弱深能級缺陷發(fā)光;Al<'3+

3、>摻雜有效地改變了T-ZnOw內部的載流子濃度,使拉曼光譜向高頻方向移動。紫外可見光譜顯示,Al<'3+>摻雜使T-ZnOw吸收邊出現(xiàn)“藍移”現(xiàn)象,通過改變Al<'3+>摻雜量,可使T-ZnOw禁帶寬度在3.2eV~3.3eV之間連續(xù)可調。 利用絲網印刷技術制備了T-ZnOw薄膜,并通過熱處理工藝改善了其場發(fā)射性能,開啟電場和閾值電場可分別達到2.6V/μm和5.2 V/μm,場增強因子β值為4129。場發(fā)射測試表明,Al<'3

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