Fabrication of vertically aligned single-crystalline lanthanum hexaboride nanowire arrays and investigation of their field emission

2013年7月12日 NPG Asia Materials 5, e7 (2013) doi:10.1038/am.2013.25


電子放出体として機能するナノ構造材料は、フラットパネルディスプレイをはじめとするエレクトロニクス機器への応用に極めて有用である。しかし、カーボンナノチューブや酸化物ナノワイヤーを用いたシステムは、効率と物理的安定性に問題があるため実用的開発が進んでいない。今回、Tianyou Zhai率いる中国と日本の国際研究チームは、改良型電界放出素子の候補となる高配向六ホウ化ランタン(LaB6)ナノワイヤーアレイを制御性よく成長させる蒸着法を開発した。得られたLaB6ナノワイヤーは機械的強度が高く、電子放出のエネルギーしきい値が低い上、長期の電界放出安定性にも優れている。また、競合システムの約10倍の電子放出を示し、室温で非常に効率よく動作する。こうしたナノワイヤーを用いたアレイは、電子顕微鏡やX線レーザーシステム、フラットパネルディスプレイなど、小規模な電子放出を必要とする用途に有望である。

Junqi Xu, Guanghua Hou, Huiqiao Li, Tianyou Zhai, Baoping Dong, Hailong Yang, Yanrui Wang, Benhai Yun, Yoshio Bando & Dmitri Golberg

Nanotechnology: Better emitters
Nanostructured materials that can act as electron emitters are extremely valuable for electronic applications such as flat panel displays and other devices. However, problems associated with the efficiency and physical stability of candidate systems based on carbon nanotubes or oxide nanowires have hindered their practical development. An international team of researchers from China and Japan led by Tianyou Zhai has now developed a vapor deposition technique to controllably grow well-aligned arrays of lanthanum hexaboride (LaB6) nanowires as possible improved field emission devices. The LaB6 nanowires are mechanically strong with a low energy threshold for the emission of electrons, as well as good long-term field-emission stability. The nanowires display electron emission approximately ten times higher than that of competing systems and operate very efficiently at room temperature. Arrays made from these nanowires are promising for applications requiring electron emission on small scales such as electron microscopes and x-ray laser systems as well as flat panel displays.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)