氧化锌作为宽带半导体，具有负电子亲和势，高的机械强度和良好的化学稳定性等特性，是一种很有发展潜力的场发射阴极材料。在纳米氧化锌场发射应用中，气体成分在氧化锌表面的吸附会对其场发射电流产生一定的影响。　　 本文采用基于密度泛函理论的第一性原理，理论研究了氧化锌场发射机理和H2、H2P、CO、CO2、Ar、CH4气体吸附对氧化锌场发射性能的影响。结果表明电场强度对氧化锌电子结构造成不同影响。随着场强的增大，氧化锌的HOMO和LUMO能级均有所提高，造成费米面能级升高，功函数减小，隧道效应增强，电子更容易从氧化锌表面发射到真空中。同时在电场作用下，电子的运动更加活跃，并向氧化锌表面移动，导致表面电荷增多。在真实的场发射实验中，氧化锌晶体表面电子发射后所留下的空穴，会立即被从底部传导来的电子补充，从而形成稳定的场发射电流。　　 H2、H2O、CO、CO2、Ar、CH4气体吸附会影响氧化锌场发射性能。H2、H2O、CH4分子吸附对氧化锌场发射有积极作用，主要表现在吸附气体与氧化锌表面发生轨道杂化，引起指向氧化锌表面的诱导偶极距，氧化锌表面受到偶极子层的作用，表面电荷增多功函数降低，且带隙降低，电子易于逸出。而CO、Ar、CO2分子吸附下，产生指向吸附分子的偶极距，即吸附分子为负电荷中心，氧化锌表面为正电荷中心。气体吸附作用抑制了氧化锌电荷的转移，致使表面电荷分布减少。同时在轨道杂化的作用下，HOMO和LUMO能级降低，引起功函数的增大，不利于电子的发射。氧化锌表面吸附不同气体分子的功函数比较为：　　 φads(H2)<φads(H2O)<φads(CH4)<φ(ZnO)<φads(Ar)<φads(CO)<φads(CO2)。　　 通过气体吸附对纳米氧化锌阴极材料几何结构和电子结构影响的研究，为场发射器件工艺技术改进提供了理论依据。在纳米氧化锌场发射器件封装时，应尽量排除CO、Ar、CO2等气体，以减少环境气体对纳米氧化锌场发射性能的消极作用。同时，适量的CH4、H2或H2O气体，可有效增强纳米氧化锌场发射器件的发射电流。