资助 一维纳米结构材料由于具有独特的光学和电学性能而受到研究者广泛关注, 场发射性能是其最具有应用前景的特性之一. 碳纳米管(CNTs)[1,2], WO3AlN[4], SnO2[3], [5]及ZnO[6,7]等多种一维纳米结构材料激发电子发射所需的电场强度不高, 可以用作理想的场发射电子源. 在这些一维场发射材料中, 对碳纳米管场致发射特性及应用的研究较早, 已经取得显著[1]. 最近, 研究发现各种形态氧化锌纳米结构, 成果包括纳米线、 纳米阵列等表现出优异的场发射性能, 其独特的几何形态、 较低的开启电压和高发射电流稳定性使其可以作为新一代场发射阴极材料应用于冷阴极场发射领域. 因此, 制备具有优异场发射性能的一维或准一维ZnO纳米材料, 并进一步探索优化场发射性能的有效途径引起极大关注. 氧化锌作为宽带隙半导体材料, 具有高的激子结合能. 通过各种气相及溶液制备方法已经获得纳米线、 四针状纳米结构、 纳米阵列及纳米盘等多种ZnO纳米结构形态ZnO纳米材料在功能纳米器件中的应用进行了探索, [8~13]. 同时, 许多研究小组对一维成功组装了 基于氧化锌纳 米结构材料的 光电器件[14,15]. 与棒状和线状氧化锌相比, 四针状氧化锌纳米结构材料具有独特的三维立体结构, 针体顶端尖锐, 长径比高, 其开启电压和发射电流密度与碳纳米管相当, 并且具有更强的热稳定性和化学稳定性, 因而被认为是颇具潜力的场发射体材料. 同时, 四针状ZnO材料还具有尺寸大小容易控制, 形貌均匀以及产量高的特点. 对场发射体材料如CNTs等进行表面处理是改善材料场发射性能的有效方法[17]报道了在O2中退火对ZnO场发射性能的影响. 目[16], Zhao等人前, 关于一维ZnO半导体纳米材料场发射性能及其优化工艺研究的报道还相对较少, 因此, 进一步研究ZnO纳米材料场发射特征, 寻求提高其场致发射性能的有效途径, 对促进一维ZnO纳米材料的研究及应用具有重要的意义. 本文采用无催化剂化学反应沉积的方法制备了四针状纳米ZnO, 并在H2中进行了退火处理, 测试和分析了 纳米材料在室温下的场发射特性. 1 实验 四针状 ZnO 纳米结构是通过化学气相沉积的方法合成, 其制备过程如下: 将约 1 g 纯锌粉放入氧化铝瓷舟底部, 然后放置于水平管式炉中部. P 型硅基片依次采用 丙酮