电化学方法制备ZnO纳米颗粒掺杂类金刚石薄膜及其场发射性能研究

张培增; 李瑞山; 谢二庆; 杨华; 王璇; 王涛; 冯有才

doi:10.7498/aps.61.088101

摘要

采用液相电化学沉积技术制备了ZnO纳米颗粒掺杂的类金刚石(DLC)薄膜, 研究了ZnO纳米颗粒掺杂对DLC薄膜场发射性能的影响. 利用X射线光电子能谱、透射电子显微镜、Raman光谱以及原子力显微镜分别对薄膜的化学组成、微观结构和表面形貌进行了表征. 结果表明: 薄膜中的ZnO纳米颗粒具有纤锌矿结构, 其含量随着电解液中Zn源的增加而增加. ZnO纳米颗粒掺杂增强了DLC薄膜的石墨化和表面粗糙度. 场发射测试表明, ZnO纳米颗粒掺杂能提高DLC薄膜的场发射性能, 其中Zn与Zn+C的原子比为10.3%的样品在外加电场强度为20.7 V/m时电流密度达到了1 mA/cm2. 薄膜场发射性能的提高归因于ZnO掺杂引起的表面粗糙度和DLC薄膜石墨化程度的增加.

关键词:

作者及机构信息

1.
兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室, 兰州 730000;

2.
兰州理工大学理学院, 兰州 730050;

3.
兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室, 兰州 730050;

4.
西北师范大学物理与电子工程学院, 兰州 730070

通信作者: , xieeq@lzu.cn

基金项目: 兰州理工大学博士科研基金(批准号: BS10200904)和教育部科学技术研究计划重点项目(批准号: 211188)资助的课题.

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电化学方法制备ZnO纳米颗粒掺杂类金刚石薄膜及其场发射性能研究

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作者及机构信息

1.
兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室, 兰州 730000;

2.
兰州理工大学理学院, 兰州 730050;

3.
兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室, 兰州 730050;

4.
西北师范大学物理与电子工程学院, 兰州 730070

通信作者: , xieeq@lzu.cn

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The fabrication and field emission properties of ZnO nanoparticles-doped diamond-like carbon films by electrochemical deposition

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1. 兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室, 兰州 730000; 2. 兰州理工大学理学院, 兰州 730050; 3. 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室, 兰州 730050; 4. 西北师范大学物理与电子工程学院, 兰州 730070

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