Электроннолучевой монитор с катодом на основе углеродных нанотрубок

 


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

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 УНТ 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 Univ. of Idaho (США), которые разработали монитор с катодом на основе УНТ и люминесцентным экраном на основе ZnO. Устройство монитора показано схематически (рис. 1).



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



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

Автор — А.В.Елецкий

1. J. Antony, Y. Qiang, Nanotechnology 18, 295703 (2007)

NanoNewsNet.ru