场发射（Field Emission）技术在平板显示、X射线源、微波管及场发射扫描电镜等领域具有广阔的应用前景。碳化硅（SiC）作为一种宽禁带半导体，凭借其优异的化学稳定性和低电子亲和势，成为场发射阴极材料的研究热点。

2026年4月，机电工程学院新能源材料与器件专业教师孙永开博士在国际知名期刊《Journal of Materials Chemistry C》上发表题为“n-Type and p-type co-doping for optimizing turn-on and threshold fields of SiC towards enhanced field emission properties”的研究论文，李镇江教授为通讯作者。该论文针对SiC纳米线场发射性能中开启电场和阈值电场偏高的问题，创新性地提出镧与氮共掺杂策略，通过两步法制备了La、N共掺杂SiC纳米线（LN-SiC NWs），并系统研究了共掺杂对场发射性能的调控机制。

图1 LN-SiC NWs的SEM和TEM照片

研究团队结合实验表征与第一性原理计算，揭示了n型掺杂（N）提供更多导带载流子以降低开启电场、p型掺杂（La）与n型掺杂共同窄化带隙以降低阈值电场的内在机理。

图2 LN-SiC NWs的晶体结构以及能带示意图

该研究不仅阐明了不同掺杂类型对降低开启电场和阈值电场的差异化作用机理，也为高性能场发射阴极材料的掺杂设计提供了重要的理论指导。

论文信息：n-Type and p-type co-doping for optimizing turn-on and threshold fields of SiC towards enhanced field emission properties. Journal of Materials Chemistry C, 2026, DOI: 10.1039/d5tc02253c.