دانشمندان آمریکایی با رشد دادن ساختارهای تک‌دیواره و ساختارهای نازک چند‌دیواره بر روی یک آرایه از مواد چند‌دیواره، توانستند گسیل میدانی نانولوله کربنی را افزایش دهند. طراحی چند مرحله‌ای CNT-CNT، باعث تولید جریان گسیل میدانی می‌شود که ۳۲ برابر از مقدار مربوط به ساختارهای مشابهی ـ که فقط از نانولوله های چند‌دیواره ساخته می‌شوند ـ بیشتر است؛ در ضمن آستانه گسیل آنها نیز پایین‌تر است.
افزایش گسیل میدانی با نانولوله‌های پشته‌ای
دانشمندان آمریکایی با رشد دادن ساختارهای تک‌دیواره و ساختارهای نازک چند‌دیواره
بر روی یک آرایه از مواد چند‌دیواره، توانستند گسیل میدانی نانولوله کربنی را
افزایش دهند. طراحی چند مرحله‌ای CNT-CNT، باعث تولید جریان گسیل میدانی می‌شود که
۳۲ برابر از مقدار مربوط به ساختارهای مشابهی ـ که فقط از نانولوله های چند‌دیواره
ساخته می‌شوند ـ بیشتر است؛ در ضمن آستانه گسیل آنها نیز پایین‌تر است.
وون بونگ چوئی، مسئول آزمایشگاه افزاره و نانومواد دانشگاه بین‌المللی فلوریدا،
گفت: «این شاخص‌ها مهم هستند؛ زیرا آنها به طراحان اجازه پایین آوردن ولتاژ عملیاتی
و قیمت افزاره را می‌دهند. به‌دلیل اثر متمرکزکنندگی موجود در گسیلنده چند مرحله‌ای
نانولوله کربنی تک‌دیواره روی چند‌دیواره ـ که ما ساخته‌ایم ـ با اعمال یک سوم
ولتاژ می‌توانیم به همان اندازه میدان الکتریکی برسیم».
چوئی انتظار دارد که این آرایه‌های نانولوله‌ای چند مرحله‌ای در نهایت بتوانند
جایگزین کاتدهای گرمایونی شوند که اخیراً در افزاره‌های میکروموجِ پرتوان استفاده
می‌شوند و به‌صورت رؤیایی اندازه و وزن سخت‌افزارهای ارتباطی مسافت‌های طولانی را
کاهش دهند. دیگر کاربردهای آنها شامل صفحه‌نمایش‌های تخت و تفنگ‌های الکترونی برای
میکروسکوپ‌های نسل جدید است.
این محققان گسیلنده‌های نانولوله‌ای چند مرحله‌ای خود را با استفاده از رسوب بخار
شیمیایی گرمایی کاتالیزوری بر روی سیلکون متخلخل رشد می‌دهند. برای تشکیل این آرایه
نانولوله چند‌دیواره ابتدا با استفاده از یک ماسک سایه‌ای، کاتالیزور آهن روی بستر
سیلکونی پاشیده می‌شود، سپس این نمونه ساخته‌شده پخته شده، پایدار می‌گردد و در
نهایت در معرض C2H2 قرار می‌گیرد.
با تنظیم مجدد ماسک نوری روی این آرایه و پاشیدن دوباره آهن کاتالیزوری بر روی آن و
عبور جریانی از C2H4 و CH4، می‌توان نانولوله‌های تک‌دیواره را بر روی ساختارهای
چند‌دیواره ایجادشده، رشد داد.
با تجریه و تحلیل تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری و رامان می‌توان از وجود
نانولوله‌های تک‌دیواره و چند‌دیواره نازک بر روی این آرایه گسیلنده اطمینان حاصل
کرد. برای بهبود دادن جریان گسیلی، چوئی و همکارانش قصد سنتز کردن نانولوله‌ها را
بر روی سیلکون متخلخل نوع n دارند. کار کردن با این نوع ماده نسبت به سیلیکون نوع p
که در اینجا استفاده شده‌است) سخت است، ولی می‌تواند کارایی تزریق الکترون از بستر
به نانولوله را افزایش دهد.
این محققان نتایج کار خود را در مجله Nanotechnology منتشر کرده‌اند.
