211service.com
Nanofili per display
I ricercatori dell'Università dell'Illinois a Urbana Champaign hanno sviluppato un semplice processo per far crescere nanofili di rame in posizione verticale su diverse superfici. Gli array di nanofili potrebbero trovare impiego nei display a emissione di campo, un nuovo tipo di tecnologia di visualizzazione che promette di fornire immagini più luminose e vivide rispetto ai display a schermo piatto esistenti. In tale applicazione, i nanofili verrebbero utilizzati per sparare elettroni alle particelle di fosforo su uno schermo, illuminandole.
Piccolo e tagliente: Una serie di nanofili di rame verticali con punte pentagonali potrebbe fungere da emettitori di elettroni nei display a emissione di campo. Gli emettitori sparano elettroni su particelle di fosforo colorate su uno schermo di vetro, illuminandole per creare immagini. L'immagine in basso mostra un prototipo realizzato dai ricercatori dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign.
Il nuovo metodo di produzione, sviluppato da Kyekyoon Kim e Hyungsoo Choi , porta a nanofili di rame tra 70 nanometri e 250 nanometri di larghezza. I ricercatori possono utilizzare il processo per far crescere i nanofili su varie superfici, tra cui silicio, vetro, metallo e plastica. Descrivono l'array di nanofili e dimostrano un prototipo di display a emissione di campo in un documento online sui materiali avanzati.
Gli array verticali di nanofili metallici sono promettenti per la realizzazione di sensori chimici e biologici oltre agli emettitori di elettroni nei display a emissione di campo (FED). Ma la difficoltà di far crescere array ben definiti ha tenuto a bada queste tecnologie, afferma Yugang Sun, uno scienziato dell'Argonne National Laboratory. Centro per i materiali su scala nanometrica . Il controllo della crescita verticale dei nanofili implica in genere la loro crescita in un modello realizzato con un altro materiale. Fabbricare e poi lavare via il modello richiede tempo. Inoltre, molti di questi metodi comportano il trasferimento dei nanofili sulla superficie desiderata.
Il nuovo metodo non richiede un modello. I ricercatori usano un metodo di sintesi comune chiamato deposizione chimica da vapore. Espongono il substrato ai vapori di un composto contenente rame appositamente realizzato a una temperatura compresa tra 200 e 300 gradi Celsius. I risultanti nanofili di rame che crescono sul substrato sono a cinque lati con una punta pentagonale affilata. La sfida è progettare e sintetizzare un precursore e le condizioni adeguate in cui cresceranno dei bei fili, dice Kim.
I nanofili di rame sono adatti all'uso nei FED perché sono uniformi e hanno una punta molto appuntita. Più piccola è la dimensione della punta, più forte è il campo elettrico, dice Kim. Ecco perché anche con una tensione molto piccola... diventeranno emettitori di elettroni molto efficienti. I nanofili emettono elettroni a basse tensioni di 100 Volt, a differenza del filamento di tungsteno utilizzato nei tradizionali e ingombranti televisori a tubo catodico (CRT), che richiedono molti kilovolt.
I display a emissione di campo promettono di essere meno affamati di energia rispetto agli schermi al plasma e ai display a cristalli liquidi, pur mantenendo la luminosità e la nitidezza dei CRT. Funzionano su un principio simile ai CRT, ma hanno uno spessore di pochi millimetri. Invece di usare un singolo cannone elettronico, usano milioni di minuscoli emettitori di elettroni per sparare elettroni a fosfori rossi, verdi e blu rivestiti su uno schermo.
Aziende come Sony e Motorola hanno provato per la prima volta a commercializzare display a emissioni di campo circa 10 anni fa. Quei display utilizzavano punte metalliche di dimensioni micrometriche come emettitori di elettroni. Ma le punte richiedevano alte tensioni e non potevano essere realizzate su grandi aree. Alcuni produttori hanno poi spostato l'attenzione sui nanotubi di carbonio. Sia Samsung che Motorola hanno sviluppato la tecnologia FED basata su nanotubi di carbonio (vedi Nanotech on Display e High-Definition Carbon Nanotube TVs). Tecnologie di emissione sul campo , uno spin-off di Sony, sta adottando un approccio diverso. Stanno usando nanopunte metalliche come emettitori. La società prevede di spedire monitor video FED professionali basati su questa tecnologia nel 2009.
Ma tutti questi display sono costosi e non sono ancora pronti per il mercato televisivo commerciale. La ragione di ciò è sia economica che tecnica, afferma David Barnes , analista di DisplaySearch, una società di consulenza di Austin, TX. Una delle principali barriere tecnologiche è creare e mantenere un vuoto tra gli emettitori di elettroni e il vetro rivestito di fosforo. Gli emettitori possono anche degradarsi nel tempo a causa delle energie estremamente elevate che si formano alle loro punte. Mantenere sia il vuoto che gli emettitori per i 10 anni di vita di una TV è una sfida.
I display a emissione di campo che utilizzano nanofili di rame dovranno affrontare gli stessi problemi. Tuttavia, afferma Barnes, il rame potrebbe essere un po' più robusto.
Chris Chinock, fondatore e presidente di Insight Media , una società di consulenza con sede a Norwalk, CT che si concentra sul settore dei display, definisce il nuovo sviluppo un risultato di ricerca promettente, anche se è ancora troppo presto per essere messo sul nostro radar. Sottolinea che i nanofili dovranno essere più sottili di 70-250 nanometri. I nanotubi di carbonio e le nanopunte metalliche sono grandi solo pochi nanometri, risultando in 10.000 o più emettitori per ogni pixel. Anche se la metà di questi non funziona, ce ne sono ancora abbastanza per illuminare il pixel.
Anche se l'industria non si aspetta che la FED commerciale appaia presto, Barnes afferma che è giustificata una maggiore ricerca su diverse nuove tecnologie. Quando le persone hanno realizzato prototipi di laboratorio è piuttosto avvincente, dice. C'è questa brillante vitalità che otterresti guardando un tradizionale CRT.