Известно, что углеродные нанотрубки являются эффективными источниками холодной полевой эмиссии электронов. В настоящее время во многих лабораториях мира ведутся разработки мониторов с катодами на основе углеродных нанотрубок, основной отличительной особенностью которых является относительно низкое напряжение питания (на уровне 1 кВ) при относительно высокой плотности тока эмиссии.

Рис.1. Схема, иллюстрирующая устройство монитора с катодом на основе нанотрубок и люминесцентным экраном на основе ZnO.

Подобные мониторы способны составить конкуренцию традиционным кинескопам с термоэмиссионными катодами, а также жидкокристаллическим дисплеям. Наряду с катодом, важным элементом монитора является люминесцентный экран, свойства которого определяют качество получаемого изображения. В связи с этим возникает проблема сопряжения катода на основе нанотрубок с люминесцентным экраном, которая включает в себя выбор материала люминофора и оптимизацию режима эмиссии в соответствии со свойствами этого материала. Последовательный подход к решению этой проблемы был продемонстрирован недавно исследователями из университета Айдахо (США), которые разработали монитор с катодом на основе углеродных нанотрубок и люминесцентным экраном на основе ZnO. Устройство монитора показано схематически (рис. 1).

Рис.2. Спектр катодолюминесценции люминофора, измеренный при двух величинах тока электронной эмиссии.

Нанокластеры ZnO размером до 10 нм, синтезированные окислением цинка с последующей сублимацией при давлении 1 Торр, наносили на прозрачную проводящую пленку окиси индия-олова (ITO), покрывающую стеклянную подложку площадью 1 см² и толщиной 4 мкм. Межэлектродное расстояние зависело от величины прикладываемого напряжения и обычно составляло 0.6 мм. При напряжении на аноде 1.7 кВ ток эмиссии составлял 10 мА, что соответствует мощности электронного пучка 17 Вт; при напряжении 1.8 кВ ток составлял 20 мА при мощности 36 Вт. На рис. 2 показан спектр катодолюминесценции люминофора, измеренный при двух указанных выше величинах тока электронной эмиссии. Спектр содержит пики излучения, находящиеся в видимой и ближней УФ области, соответственно. Как видно, ширина пика излучения, соответствующего видимой области спектра, значительно превышает ширину УФ полосы, так что основная мощность излучается в видимой области.

Источник информации - заметка А.В.Елецкого в бюллетене ПерсТ, выпуск 19 за 2007 г.