ZnO和金剛石是非常重要的寬帶隙半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)。將ZnO和金剛石結(jié)合起來制備的新型復(fù)合結(jié)構(gòu),在場發(fā)射顯示器冷陰極材料、半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)及表面聲波學(xué)器件等領(lǐng)域被廣泛研究。通過把ZnO沉積到金剛石基底上,可明顯提高ZnO及金剛石的場發(fā)射性能。因此,本文采用水熱法把ZnO分別沉積到自支撐金剛石膜和納米金剛石基底上,改變生長時(shí)間、反應(yīng)物濃度、金剛石基底及對ZnO進(jìn)行B摻雜,系統(tǒng)的研究了上述條件對ZnO生長形態(tài)和場發(fā)射性能的影響,以期望改進(jìn)ZnO及金剛石的場發(fā)射性能。采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡、掠入射X射線衍射儀、激光拉曼光譜儀、光致發(fā)光光譜儀對樣品的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;采用高真空場發(fā)射測試研究樣品的場發(fā)射特性。系統(tǒng)的研究了不同反應(yīng)時(shí)間、不同反應(yīng)物濃度、金剛石晶粒尺寸和ZnO摻雜對ZnO/金剛石復(fù)合結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)和場發(fā)射性能的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）以自支撐金剛石膜為基底,水熱反應(yīng)時(shí)間分別為1.5 h、3 h、6 h和8 h,制備ZnO納米棒。并與在相同條件下,制備的ZnO納米棒/Si復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。結(jié)果表明,在自支撐金剛石膜上制備的ZnO納米棒出現(xiàn)了尖端現(xiàn)象,并且具有更好... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    引言
    1.1 金剛石的基本性質(zhì)及應(yīng)用
        1.1.1 金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
        1.1.2 金剛石的性質(zhì)
        1.1.3 金剛石膜的制備方法
        1.1.4 金剛石摻雜
    1.2 ZnO的基本性質(zhì)、制備及應(yīng)用
        1.2.1 ZnO的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 ZnO納米材料的制備方法
        1.2.3 ZnO納米材料的應(yīng)用
    1.3 ZnO/金剛石復(fù)合結(jié)構(gòu)
    1.4 場發(fā)射
        1.4.1 場發(fā)射理論
        1.4.2 場發(fā)射方程-Fowler-Nordheim理論
        1.4.3 影響場發(fā)射的因素
        1.4.4 冷陰極場發(fā)射材料
    1.5 問題的提出及本文的主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和表征方法
    2.1 微波等離子化學(xué)氣相沉積（MPCVD）裝置
    2.2 真空管式高溫?zé)Y(jié)爐設(shè)備
    2.3 反應(yīng)釜
    2.4 表征方法
        2.4.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）
        2.4.2 掠入射X射線衍射（GXRD）
        2.4.3 拉曼光譜（Raman）
        2.4.4 光致發(fā)光光譜（PL）
        2.4.5 場發(fā)射性能測試（EFE）
第三章 ZnO納米棒/自支撐金剛石膜的制備及場發(fā)射性能的研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)過程
        3.1.1 自支撐金剛石基底的制備
        3.1.2 在基底上制備ZnO籽晶層
        3.1.3 制備ZnO納米棒
    3.2 結(jié)構(gòu)、成分及形貌分析
        3.2.1 SEM圖分析
        3.2.2 GXRD圖譜分析
        3.2.3 Raman圖譜分析
        3.2.4 PL光譜分析
    3.3 場發(fā)射性能表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 ZnO納米棒/納米金剛石制備及場發(fā)射性能的研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)過程
        4.1.1 納米金剛石基底的制備
        4.1.2 ZnO籽晶層的制備
        4.1.3 ZnO納米棒的制備
    4.2 結(jié)構(gòu)、成分及形貌分析
        4.2.1 SEM圖譜分析
        4.2.2 GXRD圖譜分析
        4.2.3 Raman圖譜分析
        4.2.4 PL圖譜分析
    4.3 場發(fā)射表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 硼摻雜ZnO薄片/納米金剛石制備及場發(fā)射性能的研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)過程
        5.1.1 ZnO籽晶層的制備
        5.1.2 ZnO納米薄片的制備
    5.2 結(jié)構(gòu)、成分及形貌分析
        5.2.1 SEM圖譜分析
        5.2.2 GXRD圖譜分析
        5.2.3 Raman圖譜分析
        5.2.4 PL圖譜分析
    5.3 場發(fā)射性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3037982