ZnO 圖形化陣列制備及其場致發(fā)射性能研究

孫磊，廖一鵬，朱坤華，嚴欣

（1 福州大學至誠學院，福州 350002）

（2 中國福建光電信息科學與技術創(chuàng)新實驗室，福州 350108）

（3 福州大學物理與信息工程學院，福州 350108）

0 引言

場致發(fā)射（Field Emission，F(xiàn)E）具有無時延、低功耗等優(yōu)點，因此大面積可尋址場發(fā)射體陣列（Field Emission Arrays，F(xiàn)EA）在真空電子設備中具有重要應用，如X 射線源、成像探測器、太赫茲、場發(fā)射顯示器、平板光源和用于液晶顯示器的大面積背光單元（Backlight Unit，BLU）等［1-3］。大面積FEA 集成需以矩陣選址方式實現(xiàn)發(fā)射體材料圖形化，傳統(tǒng)技術有納米壓印［4］、納米球刻蝕［5］、光刻［6］等，但高能耗、高污染與高成本是這些圖形化技術繼續(xù)發(fā)展的短板。近年來，納米材料技術的成熟帶動了印刷電子技術快速發(fā)展，而噴墨打印［7］由于其完全數(shù)據(jù)驅動和無掩模過程，從眾多基于溶液加工的印刷技術中脫穎而出。通過噴墨打印進行圖案化印刷可以應用于任何類型的基板并用于大批量生產(chǎn)或卷對卷加工，其在柔性電子領域引起廣泛關注。

目前，已有一些關于圖形化納米陣列在場致發(fā)射電子源的報道。文獻［8］和［9］分別在ITO 和Cr 電極上先通過納米壓印光刻圖形化種子層，再水熱生長ZnO 納米棒陣列，開啟場強分別為8.5 V/μm［8］和10.4 V/μm。文獻［10］通過熱蒸發(fā)工藝在不銹鋼網(wǎng)狀基底上生長具有不同形態(tài)的SnO2納米結構陣列。文獻［11］在光刻圖案化的硅襯底上生長的高場發(fā)射電流密度CNTs 陣列。文獻［12］利用多步模板復制工藝制造良好排列的Si 納米線陣列，再將石墨烯轉移到Si 納米線上形成復合結構圖形化發(fā)射體陣列。……