(PhysOrg.com) - Durante los últimos años, Los investigadores han utilizado nanotubos y nanofibras de carbono para fabricar una variedad de transparencias, dispositivos flexibles, como los OLED, transistores, y celdas solares. Pero el desarrollo de emisores de electrones de campo transparentes y flexibles hechos de estos nanomateriales sigue siendo un desafío. En un nuevo estudio, un equipo de investigadores de Japón y Malasia ha demostrado que la clave del desafío puede estar en la geometría única de las estructuras cónicas de nanocarbono (CNCS).

En su estudio, Pradip Ghosh del Instituto de Tecnología de Nagoya y sus coautores han demostrado cómo fabricar CNCS en un sustrato flexible a temperatura ambiente. El emisor de electrones basado en CNCS resultante podría usarse como una fuente de emisión de electrones de campo (FEE) para transparencias, Pantallas de emisión de campo flexibles (FED). Los FED son un nuevo tipo de pantalla plana que tiene varias ventajas, tales como alto contraste y menor consumo de energía que las pantallas de cristal líquido (LCD).

Sin embargo, hacer que los FED sean transparentes es muy difícil ya que la emisión de electrones de campo requiere un campo eléctrico y un voltaje de operación muy altos. Para lograr este alto voltaje, Los investigadores suelen utilizar superficies con una estructura de punta afilada resistente, ya que el campo eléctrico se mejora alrededor de las regiones de la punta, permitiendo que la tensión de funcionamiento se reduzca drásticamente. Por esta razón, como explicó el coautor Masaki Tanemura del Instituto de Tecnología de Nagoya, Una estructura de superficie robusta suele ser necesaria para fuentes prácticas de emisión de electrones de campo, pero hasta ahora la solidez no ha permitido la transparencia.

"Imagínese vasos pulidos con chorro de arena, "Tanemura dijo PhysOrg.com . "Las gafas son transparentes, pero los vidrios pulidos con chorro de arena no se deben a la dispersión de la luz por la estructura rugosa de la superficie. Similar a este ejemplo, la transparencia no ha sido posible para las fuentes FEE ”.

Al fabricar CNCS que son más pequeños que la longitud de onda de la luz visible, los investigadores descubrieron que podían superar este desafío para producir emisores de electrones de campo totalmente transparentes y flexibles.

“Los CNCS han brindado transparencia y flexibilidad a las fuentes de FEE por primera vez, ”Dijo Tanemura. “Para obtener materiales transparentes basados ​​en CNCS, Es muy conveniente controlar el diámetro y la longitud de los CNCS. Hemos controlado con éxito el diámetro y la longitud de los CNCS por debajo de la longitud de onda de la luz visible a temperatura ambiente utilizando un método de irradiación de iones. Una inspección cuidadosa con microscopía electrónica de barrido (SEM) reveló que el diámetro y la longitud de la mayoría de los CNCS eran más bajos que la longitud de onda de la luz visible. Por lo tanto, esta estructura única de los CNCS fue muy útil para fabricar un emisor de electrones de campo flexible y transparente basado en CNCS ".

En sus experimentos, Los científicos bombardearon un sustrato de nafión con iones de argón durante 30 segundos a temperatura ambiente. La irradiación produjo CNCS distribuidos uniformemente sobre toda la superficie de la nafión. Los científicos midieron que los CNCS individuales tenían un diámetro base de aproximadamente 200 nanómetros y una longitud / altura de unos pocos cientos de nanómetros. que es más pequeña que la longitud de onda de la luz visible. En general, Las características de emisión del material (sus campos de activación y umbral) eran comparables a las de los anteriores emisores de electrones opacos.

Como explican los investigadores, el nuevo método de utilizar CNCS para construir emisores de electrones de campo transparentes y flexibles tiene varias ventajas. El método es simple porque se puede realizar a temperatura ambiente, no requiere un catalizador, y no se arriesga a dañar el sustrato. Los científicos atribuyen estas ventajas a la geometría cónica única de los CNCS.

Como siguiente paso, los científicos planean fabricar un material de fósforo flexible, que es necesario para observar la emisión de luz visible y para la futura construcción de FED completos. Los investigadores predicen que la técnica podría conducir a transparencias, FED flexibles que son livianos y económicos.

"FED es una especie de pantalla plana, ”Explicó Tanemura. "En comparación con otros tipos de pantallas planas, como LCD y pantallas de electroluminiscencia, FED es ventajoso en su brillo y tamaño (es posible un tamaño enorme) ".

Añadió que transparente, Los FED flexibles tienen un gran potencial para aplicaciones que incluyen las llamadas pantallas de visualización frontal y pantallas de información altamente inteligentes utilizadas en el mundo omnipresente que se avecina. cuando las computadoras se integran completamente en nuestras actividades diarias.

"Por ejemplo, Las pantallas de visualización frontal se utilizarán en un vidrio frontal curvo de vehículos (aviones, trenes carros, etcétera), cascos integrales, gafas, etcétera, " él dijo. "Por lo general, es transparente, pero varios tipos de información, como mapas, Información al cliente, alarmas y seguridad, se mostrará a pedido. En el mundo omnipresente, Las pantallas deben ser plegables (enrollables) y livianas para la movilidad. Puedes disfrutar de la TV, películas, juegos, comunicación, y obtener varios tipos de información utilizando una pantalla ancha desplegada. ¡Los FED transparentes y flexibles lo hacen realista! "

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