[00106955]低维结构材料可控生长与场发射应用基础研究

　　该项研究主要涉及ZnO纳米线、纳米管可控生长及应用的重要基础科学问题。纳米ZnO材料是目前纳米材料的重要前沿研究课题，它在发展新一代高分辨场发射平板显示器、高灵敏气敏传感器、纳米药物靶位定向传输及短波长光电子器件等方面具有重要应用前景。纳米ZnO材料要走向应用，材料的可控生长及其机制与应用基础是关键的科学问题。在国家"973"、国家自然科学基金重点项目等资助下，通过深入研究取得以下主要创新成果： 　　(1)首次由MOCVD方法、在硅衬底上实现了准直排列ZnO单晶纳米管的无催化可控生长。纳米管直径约80nm，壁厚15nm。同时首次发现了双壁ZnO纳米管。提出了纳米管生长的新机制。通过MOCVD方法使用特殊成核层技术在硅衬底上实现了ZnO纳米线的可控生长。ZnO纳米线最高的场发射增强因子达到4000，性能优越。 　　(2)首次由热蒸发法合成了准阵列单晶ZnCdO纳米棒，Cd含量最高达16.7at.%，大于Cd元素在ZnO中的理论固溶度；研究发现晶粒纳米化是增强晶体中合金元素固溶度的原因，提出了准阵列单晶ZnCdO合金纳米棒的生长模型。首次由热蒸发法合成了立方ZnMgO纳米线与纳米棒，发现了在硅衬底上由ZnO过渡层分阶段自组装生长纳米ZnMgO的新现象。 　　(3).实现了ZnO量子点的密度、尺寸大小可控生长，并进一步实现发光波长可控与光电性能的裁剪。 　　本室提出基于纳米管、纳米线和量子点等低维结构ZnO材料可控生长方法及机制模型，生长得几种形态、尺寸和定向阵列可控的ZnO纳米材料，研制了性能具有国际先进水平的纳米ZnO场发射等器件，研究工作具有原创性，理论模型具有指导意义。 　　共发表SCI收录论文50篇，影响因子大于1.5的材料领域著名国际期刊论文40篇,其中材料物理领域国际公认权威期刊、影响因子大于4.0Appl.Phys.Lett.12篇。SCI他引160次,在多次国际大会上做报告，其中邀请报告5次，国际上产生很大学术影响。授权国家发明专利6项。该项成果获2007年浙江省科学技术（自然类）一等奖。