Углеродные материалы и, в частности, нанотрубки (CNT), которые прочат в преемники кремниевых полупроводников, в недалеком будущем могут занять место светоизлучающих диодов в новых более экономичных источниках освещения.

 Об этом свидетельствуют результаты, полученные учеными из Университета Тохоку (Япония). В журнале Review of Scientific Instruments они рассказали о создании на базе CNT плоского источника света с энергопотреблением примерно 0,1 Вт в час — на два порядка меньше, чем у светодиодов.

Устройство напоминает собой трубку кинескопа: оно образовано фосфоресцирующим экраном в вакуумной полости, являющимся анодом, и одностенными нанотрубками, выполняющими функцию положительных электродов в диодоподобной структуре. Под действием сильного электрического поля вершины нанотрубок излучают плотные пучки электронов (так называемая полевая эмиссия). Попадая на экран электроны инициируют его свечение.

Источники полевой эмиссии электронов привлекают внимание ученых благодаря способности генерировать пучки электронов в тысячу раз более интенсивные, чем те, что излучаются обычными нагреваемыми катодами, действующими подобно спиралям в лампах накаливания. Соответственно, полевая эмиссия позволяет с меньшими затратами энергии получать более направленный и лучше контролируемый поток электронов.

Применявшиеся в эксперименте одностенные нанотрубки с высокой степенью кристаллизации (highly crystalline single-walled carbon nanotubes, HCSWCNT) практически не имели поверхностных дефектов. Сопротивление такого катода было чрезвычайно мало, а значит потери энергии также были незначительны по сравнению с любыми другими катодными материалам.

Описанный в статье мокрый процесс нанесения покрытия имеет низкую себестоимость и оптимально подходит для получения крупноформатных однородных тонкопленочных устройств в промышленных масштабах.