محققان ژاپنی و مالزیایی شرح داده‌اند که چگونه می‌توان با سنتز ساختارهای نانوکربنی مخروطی روی یک بستر شفاف و انعطاف‌پذیر در دمای اتاق، یک گسیل‌دهنده الکترونی ساخت.
نمایشگرهای شفاف و انعطاف‌پذیر با نانومخروط‌های کربنی
محققان ژاپنی و مالزیایی شرح داده‌اند که چگونه می‌توان با سنتز ساختارهای نانوکربنی مخروطی روی یک بستر شفاف و انعطاف‌پذیر در دمای اتاق، یک گسیل‌دهنده الکترونی ساخت. این گسیل‌دهنده سپس می‌تواند به‌عنوان یک منبع گسیل الکترونی میدانی (FEE) برای نمایشگرهای گسیل میدانی شفاف و انعطاف‌پذیر (FED) استفاده شود. FEDها یک نوع جدید نمایشگر پنل مسطح هستند که در مقایسه با نمایشگرهای بلور مایع (LCD) چندین مزیت از جمله کنتراست بالا و مصرف کم توان دارند.
از آنجایی که گسیل الکترون میدانی ولتاژ عملیاتی و میدان الکتریکی بسیار بالایی لازم دارد، ساخت نمایشگرهای گسیل میدانی خیلی مشکل می‌باشد. محققان به‌منظور رسیدن به این ولتاژ بالا، معمولاً از سطوحی با یک ساختار نوک‌تیز ناهموار استفاده می‌کنند. دلیل استفاده از یک ساختار نوک‌تیز این است که میدان الکتریکی، اطراف نوک تقویت می‌شود، بنابراین می‌توان ولتاژ عملیاتی کوچک‌تری استفاده کرد. اما تاکنون این ناهمواری مانع شفافیت بوده است.
ماساکی تانمورا از موسسه فناوری ناگویا توضیح داد: شیشه‌های مات را در نظر بگیرید. شیشه‌ها خود شفاف می‌باشنند، اما ناهموار کردن سطح آنها باعث پخش نور و مات‌شدن آنها می‌شود. مشابه این مثال، شفافیت برای منابع گسیل الکترون میدانی ناممکن به‌نظر می‌رسد.
این محققان با ساخت نانومخروط‌های کربنی که از طول موج نور مرئی کوچک‌تر هستند، متوجه شدند که آنها می‌توانند با این نانوساختارها بر این چالش غلبه کرده و گسیل‌دهنده های الکترون میدانی انعطاف‌پذیر و شفافی تولید کنند.
تانمورا گفت: برای رسیدن به مواد شفاف مبتنی بر ساختارهای نانوکربنی مخروطی، کنترل دقیق قطر و طول این ساختارهای نانوکربنی مخروطی لازم است. ما با استفاده از یک روش پرتوافکنی یونی به طور موفقیت‌آمیزی در دمای اتاق قطر و طول بیشتر این نانومخروط‌های کربنی کوچک‌تر از طول موج نور مرئی را کنترل کردیم. تصاویر دقیق میکروسکوپ الکترونی پیمایشگر (SEM) نشان می‌دهند که قطر و طول بیشتر این نانومخروط‌های کربنی کوچک‌تر از طول موج نور مرئی می‌باشند. ما سپس این نانوساختارها را برای ساخت یک گسیل‌دهنده الکترون میدانی شفاف و انعطاف‌پذیر استفاده کردیم.
این دانشمندان، در آزمایشات خود یک بستر نافین(nafion)) را در دمای اتاق با یون‌های آرگن برای ۳۰ ثانیه بمباران کردند. این پرتوافکنی ساختارهای نانوکربنی مخروطی تولید کرد که به‌طور یکنواخت روی تمام سطح نافین پراکنده بودند.
نتایج این تحقیق در مجله‌‌ی J. Am. Chem. Soc. منتشر شده است.
