贾钰欣，于盛旺，麻根旺，张一新，黑鸿君，申艳艳

(太原理工大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030024)

0 引 言

ZnO纳米棒(ZNRs)具有熔点较高(1975 ℃)、带隙宽(3．37 eV)、激子束缚能大(60 meV)等诸多优异的物理、化学性能，在电子场发射器件、紫外探测器、太阳能电池等[1,2]领域得到广泛应用。目前人们多使用单晶硅作为基底制备ZnO纳米棒，但是由于硅的空穴迁移率低，所制得的ZnO纳米棒一般结晶度、晶体纯度均较低，直径较大，这在一定程度上限制了它的应用。为了克服以上问题，制备高纯度、高结晶度、具有较小直径的ZnO纳米棒，需要对ZnO纳米棒的基底进行改良。金刚石(diamond)作为第四代半导体材料，与Si相比较，具有宽带隙、高载流子迁移率等优良特性[3]，可作为理想的电子器件在高温或强辐射条件下工作。

虽然科研人员已对ZNRs/金刚石复合材料的诸多特性展开了广泛的研究，如压电特性、力热性质[4]，但是对于其场发射特性的研究报道较少。本文利用水热法在自支撑金刚石膜(FSD)基底上制备ZnO纳米棒，并与相同条件下在单晶硅(Si)基底制备的ZnO纳米棒进行了对比，探索不同基底对ZnO纳米棒的形貌、结构及场发射性能的影响。

1 实 验

实验使用的基底分别为(100)取向的单晶硅和利用微波等离子化学气相沉积法 (MPCVD) 制备的自支撑金刚石膜，基底尺寸均为10 mm×10 mm，厚度为0．5 mm。ZnO纳米棒的制备分为：ZnO晶种和ZnO纳米棒的制备两个阶段。其中ZnO晶种制备是先将0．005 M的醋酸锌 (99%，Kermel) 溶解于酒精中，混合溶液滴涂到基底上保持10 s，用酒精冲洗后吹干，该过程重复3-5次，使基底表面附着一层醋酸锌微晶体。……