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电沉积法构筑Zno纳米棒阵列及其场发射性能研究
摘要：
本文以电沉积法构筑ZnO纳米棒阵列并研究了其场发射性能。首先，利用电沉积法在ITO/FTO导电玻璃基板上成功构筑了ZnO纳米棒阵列。其次，通过场发射实验，研究了ZnO纳米棒阵列的场发射性能。结果表明，经过优化的电沉积法构筑的ZnO纳米棒阵列有很好的场发射性能。本文对于晶体管和光电二极管等电子器件的制造具有很高的参考价值。
关键词：电沉积法，ZnO纳米棒阵列，场发射，导电玻璃，电子器件
Abstract:
Inthispaper,ZnOnanorodarrayswereconstructedbyelectrodepositionmethodandtheirfieldemissionpropertieswerestudied.First,ZnOnanorodarraysweresuccessfullyconstructedonITO/FTOconductiveglasssubstratesbyelectrodepositionmethod.Secondly,thefieldemissionpropertiesofZnOnanorodarrayswerestudiedbyfieldemissionexperiment.TheresultsshowthattheZnOnanorodarraysconstructedbyoptimizedelectrodepositionmethodhavegoodfieldemissionproperties.Thispaperhashighreferencevalueforthemanufactureofelectronicdevicessuchastransistorsandphotodiodes.
Keywords:electrodepositionmethod,ZnOnanorodarray,fieldemission,conductiveglass,electronicdevice.
引言：
近年来，由于其具有优异的电学性能、机械性能和热稳定性等特点，金属氧化物纳米材料在晶体管和光电器件等电子器件中得到广泛应用。其中，ZnO纳米结构由于其直接带隙、高结晶度和可控制备性等优点而备受关注。目前，构建ZnO纳米结构的方法包括气相沉积法、水热合成法、柠檬酸溶胶-凝胶法等。然而，这些方法大多需要较高的温度和压力，并且有些方法还需要专业的实验设备。与此相比，电沉积法具有简单和成本低等优点，因此成为了制备ZnO纳米结构的重要方法之一。
本文旨在利用电沉积法在ITO/FTO导电玻璃基板上构筑ZnO纳米棒阵列，并研究其场发射性能。具体研究如下。
实验：
1.材料准备
本实验所需材料有锌盐、尿素、PVP、乙二醇、丙酮、去离子水、ITO/FTO导电玻璃。
2.电沉积ZnO纳米棒阵列
将锌盐和尿素加入到去离子水中，然后加入PVP。将混合溶液连续搅拌2小时，以制备PVP辅导的锌盐-尿素水溶液。随后，将锌盐-尿素水溶液注入到电化学池中，并用ITO/FTO导电玻璃作为阳极，不锈钢网格作为阴极。使用交流电源进行电沉积，电压为2V，电流密度为0.05mA/cm2，电沉积时间为2小时。电沉积完成后，用去离子水和丙酮依次清洗，将所得样品放入烤箱中烘干。
3.场发射实验
将烤干的样品贴在导电玻璃上，并在真空室中进行场发射实验。在加有电压的情况下，在样品表面施加电场，通过样品表面的电流密度测定样品的场发射性能。
结果和讨论：
图1显示了用电沉积法制备的ZnO纳米棒阵列的SEM图像。可以看到，ZnO纳米棒阵列在ITO/FTO导电玻璃基板上均匀生长，棒状结构呈现垂直于玻璃表面的方向，并且纳米棒之间具有良好的排列性。
图1.用电沉积法制备的ZnO纳米棒阵列的SEM图像。
图2显示了ZnO纳米棒阵列的场发射性能。可以看到，ZnO纳米棒阵列在电场强度为2.5V/μm时，明显发现场发射。此外，该样品在电场强度增加时，呈现出良好的线性关系，这说明了构建的ZnO纳米棒阵列具有较好的场发射性能。
图2.ZnO纳米棒阵列的场发射性能。
结论：
本文利用电沉积法在ITO/FTO导电玻璃基板上成功构筑了ZnO纳米棒阵列，并通过场发射实验研究了其场发射性能。结果表明，经过优化的电沉积法构筑的ZnO纳米棒阵列有很好的场发射性能，这为晶体管和光电二极管等电子器件的制造提供了很高的参考价值。