[发明专利]用于场发射阴极的纳米结构的制造方法

权利要求书

1.一种形成用于场发射阴极的多个ZnO纳米结构的方法，所述方法包括如下步骤：

提供生长基底；

提供包含Zn基生长剂的生长溶液，所述生长溶液在室温下具有预定义的初始pH值；

将所述生长基底布置在所述生长溶液中；

升高所述生长溶液的所述pH值以达到在所述基底上形成成核位点的成核阶段；

降低所述pH值以从所述成核阶段过渡到生长阶段；

使所述纳米结构生长预定的生长时间；以及

升高所述pH值以从所述生长阶段过渡到尖端形成阶段；

升高pH值以引发成核阶段的步骤包括：使用固定的温度上升速率将所述生长溶液从室温加热至第一温度，所述温度上升速率基于室温下的初始pH值和锌基生长剂的初始锌浓度；

升高pH值以从所述生长阶段过渡到所述尖端形成阶段的步骤包括：将所述生长溶液的温度降低到低于所述第一温度的第二温度；以及

将该温度在第二温度下保持一段时间，直到达到所需的锥形尖端形状，并且第二温度为70℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预定义的初始pH值在4.5至6.7的范围内。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米结构为纳米棒。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尖端形成阶段包括：在所述纳米结构上形成锥形尖端，所述锥形尖端具有在1至20nm范围内的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生长溶液的第一温度控制为90℃，并且所述生长溶液的第二温度控制为70℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生长基底为平面基底。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生长基底为镍、铁或者铜导线。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生长基底包括从平面表面突出的导线。

9.一种场发射装置，包括：

场发射阴极，所述场发射阴极包括根据权利要求1所述的方法形成的ZnO纳米结构；

阳极结构，所述阳极结构至少部分地被磷光体层覆盖，所述阳极结构配置为接收从所述场发射阴极结构发射的电子；

真空室，所述阳极结构和场发射阴极结构布置于其中；以及

电源，所述电源连接至阳极和场发射阴极，所述电源配置为施加电压使得电子从阴极发射至阳极。