p (PhysOrg.com) - Durante os últimos anos, pesquisadores usaram nanotubos e nanofibras de carbono para fabricar uma variedade de dispositivos flexíveis, como OLEDs, transistores, e células solares. Mas o desenvolvimento de emissores de elétrons de campo transparentes e flexíveis feitos desses nanomateriais ainda permanece um desafio. Em um novo estudo, uma equipe de pesquisadores do Japão e da Malásia mostrou que a chave para o desafio pode estar na geometria única das estruturas cônicas de nanocarbono (CNCSs). p Em seu estudo, Pradip Ghosh do Instituto de Tecnologia de Nagoya e seus co-autores demonstraram como fabricar CNCSs em um material transparente, substrato flexível à temperatura ambiente. O emissor de elétrons baseado em CNCS resultante poderia então ser usado como uma fonte de emissão de elétrons de campo (FEE) para transparente, visores flexíveis de emissão de campo (FEDs). Os FEDs são um novo tipo de tela plana que tem várias vantagens, como alto contraste e menor consumo de energia do que telas de cristal líquido (LCDs).

p Contudo, tornar os FEDs transparentes é muito difícil, pois a emissão de elétrons de campo requer um campo elétrico e uma tensão de operação muito altas. Para atingir essa alta tensão, os pesquisadores costumam usar superfícies com uma estrutura de ponta afiada robusta, uma vez que o campo elétrico é intensificado em torno das regiões da ponta, permitindo que a tensão de operação seja drasticamente reduzida. Por esta razão, como explicou o co-autor Masaki Tanemura do Instituto de Tecnologia de Nagoya, estrutura de superfície robusta é geralmente necessária para fontes práticas de emissão de elétrons de campo, mas até agora a robustez não permitiu a transparência.

p “Imagine vidros jateados, ”Tanemura disse PhysOrg.com . “Os vidros são transparentes, mas os vidros jateados não são devidos à dispersão da luz pela estrutura de superfície áspera. Semelhante a este exemplo, a transparência não foi possível para as fontes FEE. ”

p Ao fabricar CNCSs que são menores do que o comprimento de onda da luz visível, os pesquisadores descobriram que poderiam superar esse desafio para produzir emissores de elétrons de campo totalmente transparentes e flexíveis.

p “Os CNCSs deram transparência e flexibilidade às fontes de FEE pela primeira vez, ”Disse Tanemura. “Para obter materiais transparentes baseados em CNCS, é altamente desejável controlar o diâmetro e o comprimento dos CNCSs. Controlamos com sucesso o diâmetro e o comprimento dos CNCSs abaixo do comprimento de onda da luz visível em temperatura ambiente usando um método de irradiação de íons. Uma inspeção cuidadosa de microscopia eletrônica de varredura (SEM) revelou que o diâmetro e o comprimento da maioria dos CNCSs eram menores do que o comprimento de onda da luz visível. Assim, esta estrutura única dos CNCSs foi muito útil para fabricar um emissor de elétrons de campo transparente e flexível baseado em CNCS. ”

p Em seus experimentos, os cientistas bombardearam um substrato de nafion com íons de argônio por 30 segundos em temperatura ambiente. A irradiação produziu CNCSs uniformemente distribuídos por toda a superfície do país. Os cientistas mediram que CNCSs individuais tinham um diâmetro de base de cerca de 200 nanômetros e um comprimento / altura de algumas centenas de nanômetros, que é menor do que o comprimento de onda da luz visível. Geral, as características de emissão do material (seus campos de ativação e limite) eram comparáveis ​​aos emissores de elétrons opacos anteriores.

p Como explicam os pesquisadores, o novo método de uso de CNCSs para a construção de emissores de elétrons de campo transparentes e flexíveis tem várias vantagens. O método é simples, pois pode ser realizado em temperatura ambiente, não requer um catalisador, e não corre o risco de danificar o substrato. Os cientistas atribuem essas vantagens à geometria cônica exclusiva dos CNCSs.

p Como uma próxima etapa, os cientistas planejam fabricar um transparente, material de fósforo flexível, que é necessário para observar a emissão de luz visível e para a futura construção de FEDs completos. Os pesquisadores preveem que a técnica pode levar à transparência, FEDs flexíveis, leves e baratos.

p “FED é uma espécie de monitor de tela plana, ”Tanemura explicou. “Comparado com outros tipos de monitores de tela plana, como LCDs e telas de eletroluminescência, O FED é vantajoso em seu brilho e tamanho (um tamanho enorme é possível). ”

p Ele adicionou que transparente, FEDs flexíveis têm grande potencial para aplicações, incluindo os chamados head-up displays e displays de informações altamente inteligentes usados ​​no mundo onipresente que se aproxima, quando os computadores se tornam totalmente integrados em nossas atividades diárias.

p "Por exemplo, head-up displays serão usados ​​em um vidro frontal curvo de veículos (aviões, trens, carros, e assim por diante), capacetes integrais, óculos, e assim por diante, " ele disse. “Normalmente é transparente, mas vários tipos de informação, como mapas, Informação ao Cliente, alarmes, e segurança, será exibido sob demanda. No mundo onipresente, os monitores devem ser dobráveis ​​(enroláveis) e leves para facilitar a mobilidade. Você pode curtir a TV, filmes, jogos, comunicação, e obter vários tipos de informações usando uma tela ampla desdobrada. FEDs transparentes e flexíveis tornam-no realista! ” p Copyright 2010 PhysOrg.com.
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