ساخت نمايشگرهاي شفاف و انعطاف‌پذير
با نانومخروط‌هاي کربني

محققان ژاپني و مالزيايي شرح داده‌اند که چگونه مي‌توان با سنتز ساختارهاي نانوکربني مخروطي روي يک بستر شفاف و انعطاف‌پذير در دماي اتاق، يک گسيل‌دهنده الکتروني ساخت.

اين گسيل‌دهنده سپس مي‌تواند به‌عنوان يک منبع گسيل الکتروني ميداني (FEE) براي نمايشگرهاي گسيل ميداني شفاف و انعطاف‌پذير (FED) استفاده شود. FED‌ها يک نوع جديد نمايشگر پنل مسطح هستند که در مقايسه با نمايشگرهاي بلور مايع (LCD) چندين مزيت از جمله کنتراست بالا و مصرف کم توان دارند.

از آنجايي که گسيل الکترون ميداني ولتاژ عملياتي و ميدان الکتريکي بسيار بالايي لازم دارد، ساخت نمايشگرهاي گسيل ميداني خيلي مشکل مي‌باشد. محققان به‌ منظور رسيدن به اين ولتاژ بالا، معمولاً از سطوحي با يک ساختار نوک‌تيز ناهموار استفاده مي‌کنند.

دليل استفاده از يک ساختار نوک‌تيز اين است که ميدان الکتريکي، اطراف نوک تقويت مي‌شود، بنابراين مي‌توان ولتاژ عملياتي کوچک‌تري استفاده کرد. اما تاکنون اين ناهمواري مانع شفافيت بوده است.

ماساکي تانمورا از موسسه فن‌آوري ناگويا توضيح داد: شيشه‌هاي مات را در نظر بگيريد. شيشه‌ها خود شفاف مي‌باشنند، اما ناهموار کردن سطح آنها باعث پخش نور و مات‌شدن آنها مي‌شود. مشابه اين مثال، شفافيت براي منابع گسيل الکترون ميداني ناممکن به‌نظر مي‌رسد.

اين محققان با ساخت نانومخروط‌هاي کربني که از طول موج نور مرئي کوچک‌تر هستند، متوجه شدند که آنها مي‌توانند با اين نانوساختارها بر اين چالش غلبه کرده و گسيل‌دهنده هاي الکترون ميداني انعطاف‌پذير و شفافي توليد کنند.

تانمورا گفت: براي رسيدن به مواد شفاف مبتني بر ساختارهاي نانوکربني مخروطي، کنترل دقيق قطر و طول اين ساختار‌هاي نانوکربني مخروطي لازم است.

ما با استفاده از يک روش پرتوافکني يوني به طور موفقيت‌آميزي در دماي اتاق قطر و طول بيشتر اين نانومخروط‌هاي کربني کوچک‌تر از طول موج نور مرئي را کنترل کرديم. تصاوير دقيق ميکروسکوپ الکتروني پيمايشگر (SEM) نشان مي‌دهند که قطر و طول بيشتر اين نانومخروط‌هاي کربني کوچک‌تر از طول موج نور مرئي مي‌باشند. ما سپس اين نانوساختارها را براي ساخت يک گسيل‌دهنده الکترون ميداني شفاف و انعطاف‌پذير استفاده کرديم.

اين دانشمندان، در آزمايش‌هاي خود يک بستر نافين را در دماي اتاق با يون‌هاي آرگن براي 30 ثانيه بمباران کردند. اين پرتوافکني ساختار‌هاي نانوکربني مخروطي توليد کرد که به‌طور يکنواخت روي تمام سطح نافين پراکنده بودند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ J. Am. Chem. Soc. منتشر شده است.