感應加熱法制備納米材料及其場發(fā)射特性研究.pdf

1、隨著納米科學和納米技術的快速發(fā)展，納米材料得到了越來越多的應用方面的研究，如納米激光器，氣體傳感器，光子探測器等等。近年來，特定的納米材料（如納米氧化鋅，碳納米管）在場發(fā)射平板顯示（FED）冷陰極方面的應用也逐漸吸引了廣泛的興趣，然而材料的制備對場發(fā)射性能的優(yōu)越與否起著尤為重要的作用。目前已經有很多制備納米材料的方法，如分子束外延法，水熱法，化學氣相沉積法，脈沖激光沉積法等等，但這些制備方法往往需要很長的處理時間或者比較高的工藝設備要求

2、。而傳統(tǒng)的感應加熱的方法能夠簡單快速地升高和降低加熱溫度，而且對工藝設備的要求較低，因此能夠適應大規(guī)模制備納米材料的需要。 本文主要介紹了用感應加熱方法制備納米氧化鋅，并著重測試了該方法制備的納米氧化鋅的場發(fā)射性能。本文所做的主要工作如下： （1）利用感應加熱的方法，分別在空氣氣氛和Ar氣氛中制備了各種形貌和尺寸的納米氧化鋅。用SEM，XRD譜和PL譜對制備的樣品進行表征，結果表明在Ar氣氛中用ZnO和C粉制備的納米氧化

3、鋅具有更多的形貌，如納米線，圖形化的納米棒等等；而在空氣氣氛中只能制備出四針狀納米結構，但在空氣中制備的納米氧化鋅具有較少的缺陷。對于在空氣氣氛中ITO玻璃和Ar氣氛中鍍金硅片上生長的納米氧化鋅，溫度在950℃左右能得到質量最高的樣品；而對于在空氣氣氛中鍍金硅片和Ar氣氛中未鍍金硅片上生長的納米氧化鋅，溫度在1000℃左右能得到質量最高的樣品，適當提高溫度有利于納米氧化鋅的結晶。同時，在Ar氣氛中用ZnO粉和C粉制備納米氧化鋅時，金的催

4、化作用非常明顯。 （2）將不同條件下感應加熱法制備的樣品進行場發(fā)射特性測試，結果表明感應加熱法制備的納米氧化鋅比一般熱蒸發(fā)法制備的納米氧化鋅確實具有更好的場發(fā)射特性，這是由于感應加熱法制備的氧化鋅粉體更為精細。將各種條件下的樣品的場發(fā)射特性進行比較，結果表明在空氣氣氛中1000℃下制備的納米氧化鋅粉體經過絲網印刷工藝后，能得到較大的平均電流密度，因此具有很好的場發(fā)射特性。而對于直接生長在襯底上的納米氧化鋅，空氣氣氛中950℃下生