一种生长在定向碳纳米管阵列模板上的氧化锌纳米线发射体

摘要

生长在定向碳纳米管阵列模板上的氧化锌纳米线发射体，包括导电基底、生长在导电基底上的定向碳纳米管阵列模板，在定向碳纳米管阵列模板的表面长有氧化锌纳米线发射体；氧化锌纳米线发射体的长度为100nm-2μm。定向碳纳米管阵列模板的生长方法可以为热气相化学沉积、等离子增强的气相化学沉积等。本发明氧化锌纳米线和碳纳米管阵列的复合结构，可以使该复合结构阵列的电流发射更加均匀，进而提高发射电流密度和稳定性。

主权项

生长在定向碳纳米管阵列模板上的氧化锌纳米线发射体的制备方法，其特征是步骤如下： （1）首先，选用重掺杂的硅片作为衬底，将硅片分别在丙酮和异丙醇中清洗两分钟，去除表面有机物和其他杂质，烘烤至180℃保持两分钟以去除表面的水分； （2）接着在衬底表面旋涂一层电子束光刻胶，在180℃温度下坚膜90秒； （3）将光刻胶光刻出所需要的图案，经过显影，就制备出具有图案的光刻胶掩膜； （4）然后通过磁控溅射的方法在加工后衬底的表面溅射催化剂薄膜，催化剂是由两层薄膜组成的，下面一层是Al薄膜，厚度10nm，上面是Fe薄膜，厚度1nm； （5）剥离，将（4）得到的加工后衬底浸入丙酮中，没有被曝光的光刻胶就被丙酮溶解，光刻胶表面的催化剂层自动脱落；这样（4）得到的加工后衬底表面就只剩下了具有图案的催化剂薄膜； （6）然后采用热气相化学沉积法生长定向碳纳米管，就能够制备出具有图案的碳纳米管薄膜阵列； （7）然后制备生长氧化锌纳米线所需的催化剂溶液，将11mg醋酸锌晶体溶解到5mL正丙醇中，超声震荡2小时使其充分溶解； （8）然后将此溶液旋涂到具有图案的碳纳米管薄膜阵列的表面，然后烘烤至120℃并保持两分钟；根据所需要的氧化锌纳米线的密度，来控制旋涂的次数，旋涂次数越多，生长出来的氧化锌的密度越大； （9）配制生长溶液，将等量摩尔数的六水硝酸锌和六亚甲基四胺溶解在去离子水中，经过搅拌超声震荡，使其充分溶解； （10）将旋涂好催化剂的碳纳米管薄膜阵列浸入生长溶液中，置入真空炉中，加热到80℃，经过2个小时的生长时间取出，用去离子水清洗，然后烘干至120℃去除水分；最后得到制备好的定向碳纳米管阵列模板上的氧化锌纳米线阵列复合结构。