感應(yīng)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(xué)和納米技術(shù)的快速發(fā)展，納米材料得到了越來越多的應(yīng)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(yīng)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(jīng)有很多制備納米材料的方法，如分子束外延法，水熱法，化學(xué)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(shí)間或者比較高的工藝設(shè)備要求

2、。而傳統(tǒng)的感應(yīng)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(shè)備的要求較低，因此能夠適應(yīng)大規(guī)模制備納米材料的需要。 本文主要介紹了用感應(yīng)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(yīng)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(jìn)行表征，結(jié)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(jié)構(gòu)，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(zhì)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(zhì)量最高的樣品，適當(dāng)提高溫度有利于納米氧化鋅的結(jié)晶。同時(shí)，在Ar氣氛中用ZnO粉和C粉制備納米氧化鋅時(shí)，金的催

4、化作用非常明顯。 （2）將不同條件下感應(yīng)加熱法制備的樣品進(jìn)行場發(fā)射特性測試，結(jié)果表明感應(yīng)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(shí)具有更好的場發(fā)射特性，這是由于感應(yīng)加熱法制備的氧化鋅粉體更為精細(xì)。將各種條件下的樣品的場發(fā)射特性進(jìn)行比較，結(jié)果表明在空氣氣氛中1000℃下制備的納米氧化鋅粉體經(jīng)過絲網(wǎng)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