ساخت و مشخصه¬یابی نانوسیم‌های اکسید روی ساخته ‌شده به¬روش الکتروانباشت و اکسایش حرارتی و کاربرد آن‌ها به¬عنوان گسیل¬دهنده‌ میدانی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی اهواز

2 عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مسجدسلیمان

چکیده

لایه‌ای از نانوسیم­های اکسید روی بر روی زیر­لایة فلز روی از محلولی که حاوی 2 ZnClو 2O2  Hبوده به­روش احیاء کاتدی و از طریق حرارت دادن در اتمسفر در دمای ºC 400 و به­مدت 4 ساعت ایجاد شد. پراش پرتو ایکس مجموعه­ای از قله­های معین، (مطابق با ساختار ورتزایت اکسید روی) نشان می­دهد. تصاویر میکروسکوپ­های الکترونی روبشی و عبوری مشخص می‌کند که نانو­سیم‌های اکسید روی با جهت­گیری اتفاقی با طول چندین میکرون و قطر nm 40-30 تشکیل ‌شده‌اند. مطالعه گسیل میدانی الکترون از طریق ساختار دیودی در فشار mbar  8-10×1 صورت پذیرفت. مقدار میدان روشن شدن برای چگالی گسیل جریان الکترون 2 µA/cm1/0 تعریف گردید که به مقدار  V/µm2/1 به­دست آمد. نمودار فولر- نوردهیم (F-N) رفتار غیرخطی را در کل محدوده میدان اعمال ‌شده مطابق با رفتار ذاتی گسیل­کننده­های نیم­رسانا نشان داده است. ساده بودن روش ساخت، همراه با خاصیت مناسب گسیل­کننده نانو­سیم‌های اکسید روی به­طریق الکتروانباشت و اکسایش حرارتی می­تواند نماینده­ای از یک گسیل­کننده خوب برای کاربری در جریان­هایی با چگالی بالا داشته باشد.

عنوان مقاله [English]

Synthesis and characterization of ZnO nanowires using electrodeposition and thermal oxidation and their application as field emitter

نویسندگان [English]

  • Farid Jamali-Sheini 1
  • Ramin Yousefi 2
چکیده [English]

ZnO nanocrystalline thin films were synthesized using cathodic reduction of Zn foil in aqueous electrolyte containing  ZnCl2 and H2O2, followed by annealing at 400 oC in the air. The X-ray diffraction pattern exhibited a set of well-defined diffraction peaks corresponding to the ZnO wurtzite phase. Scanning electron microscope and transmission electron microscope images clearly revealed formation of randomly oriented ZnO nanowires having length up to several microns and diameter of ~ 100 nm. The field an emission studies were carried out in a planar diode configuration at a base pressure ~ 1x10-8 mbar. The turn-on field value, required to draw emission current density of 0.1 mA/cm2 was found to be ~ 1.2 V/mm. The Folwer-Nordheim (F-N) plot showed non-linear behavior in the entire range of applied field indicating the semiconducting nature of the emitter. The simplicity of the synthesis route, coupled with the better emission properties, proposes the electrochemically synthesized ZnO nanowire emitter as a promising electron source for high current density applications.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrodeposition
  • Zinc oxide
  • Nanowire
  • FESEM