ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長及場發(fā)射特性.pdf

1、作為人機交互最直觀的器件，顯示器件的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)深入到社會發(fā)展的各個層面。隨著人們對交互界面要求的提高以及信息社會的發(fā)展，顯示器件呈現(xiàn)出高畫質(zhì)、平面化、數(shù)字化的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的CRT顯示器雖然具有畫質(zhì)良好的優(yōu)點，但其耗電量及體積方面的劣勢使其逐漸被淘汰，取代CRT顯示器的LCD、PDP具有耗電少以及體積小的優(yōu)勢，但是這些顯示器在畫質(zhì)上卻不能夠與CRT媲美，因此具有LCD、PDP的耗電少以及體積小的優(yōu)勢且成像效果可以與CRT顯示器媲美的F

2、ED顯示器近年來被廣泛關(guān)注。在FED顯示器的研究中，最重要的就是要找到一種合適的場發(fā)射陰極材料，由于ZnO熔點高、機械強度高、惡劣環(huán)境耐忍受力強，因此ZnO是FED顯示器中理想的陰極材料。
　　本文通過在不同襯底上生長ZnO納米結(jié)構(gòu)、測試場發(fā)射性能，研究了ZnO納米結(jié)構(gòu)的獲得與場發(fā)射性能的改良方式。首先采用鍍有金薄膜的Si襯底作為襯底，在Si襯底上生長了ZnO納米結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明，在鋅過量的情況下，隨著Zn蒸汽分壓與O2分壓之比

3、的增大，得到的納米結(jié)構(gòu)的形貌也會隨之發(fā)生改變；另外，當(dāng)Zn在反應(yīng)的后期沒有過量時，最后得到的納米結(jié)構(gòu)的形貌會趨近于線狀。場發(fā)射的測試結(jié)果表明，ZnO納米結(jié)構(gòu)的場發(fā)射性能與其頂端曲率有較大的聯(lián)系。其次，采用MgO作為緩沖層，在Si上生長了ZnO薄膜籽晶層，而后分別在包含以及未包含MgO緩沖層的ZnO籽晶層上生長了ZnO納米線陣列。與無MgO緩沖層的襯底相比，包含MgO緩沖層的ZnO籽晶層具有更好的單一晶體取向以及更高的晶體質(zhì)量。同時，生長

4、在包含MgO緩沖層的籽晶層上的ZnO納米陣列具有更豎直的排列以及更優(yōu)越的場發(fā)射性能。Raman光譜表明兩種納米線陣列均具有較少的氧空位。另外，高溫O2退火也會使得樣品的場發(fā)射性能發(fā)生改變：在低電場下樣品的場發(fā)射性能變差；隨著電場增大，未退火樣品的發(fā)射電流密度無法持續(xù)增大，而退火樣品的發(fā)射電流密度能夠隨著電場增大而增大。PL光譜表明樣品場發(fā)射性能的改變可能是由于氧空位的減少導(dǎo)致的載流子濃度的減小引起的。與鍍有Au薄膜的Si襯底上生長的納米