场发射是低维纳米材料的固有特性之一，在显示和真空电子等领域具有广泛的应用前景，其得以真正应用的关键基础是如何降低其开启电场(E_to)和提高电子发射稳定性。基于F-N理论，降低低维纳米结构开启电场的因素可主要归于两类：1) 提高场发射材料的场增强因子(β)。如通过制备具有尖锐端部或调控合成具有高长径比的新颖结构；2) 通过掺杂和表面修饰降低场发射材料的功函数(Φ)。如通过在SiC纳米线中实现B掺杂，能够提高费米能级附近的电子态密度，降低Φ。而经Al₂O₃纳米颗粒表面修饰的SiC纳米管的E_to低至2.4 V/um。

     最近，围绕新颖高效的SiC场发射阴极材料的研发，基于掺杂改性调控费米能级附近的电子态密度和提高场发射材料场增强因子等原理，通过催化剂辅助有机前驱体热解工艺，我们首次实现具有超高长径比的P掺杂3C-SiC纳米线的制备。纳米线为单晶结构，沿[111]方向生长，直径约100 nm，长径比高达1500。P掺杂剂以形成置换固溶体的方式均匀分布在整根SiC纳米线中，浓度约0.13at%。

      场发射性能检测表明，P掺杂SiC纳米线的开启电场仅为0.47 V/um，在长达5 h内的连续场发射电流波动性仅±4.0%，实现了具有极低开启电场的SiC场发射阴极材料的研发。其优异的场发射性能主要归因于SiC纳米线具有超高长径比和均匀分布的P掺杂剂，能够显著提高SiC纳米线场发射材料的场增强因子(高达11657)和降低其功函数，达到其场发射性能的协同强化。

      相关研究成果近期以本人为第一作者，宁波工程学院高凤梅副教授和杨为佑研究员为通讯作者，发表在国际知名期刊J.Mater.Chem.C (1区，IF: 5.066)上。

     论文链接：http://pubs.rsc.org/is/content/articlelanding/2016/tc/c6tc01823h

     以上研究得到国家自然科学基金(51372122, 51372123, 51572133)、中国博士后科学基金(面上一等资助, 2015M580529)和宁波市自然科学基金(2016A610103)等项目的资助。