Os nanotubos de carbono (CNTs) são, e serão por longo tempo, a bola da vez! Pudera, são considerados, quase que por unanimidade, o material mais promissor para emissão de campo. Um exemplo prático são os CNTs como emissores de elétrons para monitores de emissão de campo (FED). Emissores CNT são geralmente fabricados por métodos de crescimento indireto, tais como screen-printing e eletroforese.

Tais métodos apresentam vantagens relacionadas com o abaixamento da temperatura de coating (revestimento) e scale-up do tamanho do substrato; entretanto, a direção dos CNTs não pode ser bem controlada, fazendo com que um processo de pós-tratamento geralmente seja necessário para aumentar a performance de emissores CNT.

Contrariamente ao método indireto, o método de deposição química em fase vapor (CVD) é uma técnica comum para crescimento de nanotubos, diretamente no substrato, com a ajuda de catalisadores metálicos.

Com o método CVD, os CNTs podem crescer em locais desejados e com uma direção específica. Porém, a maior parte das tecnologias de síntese, tal como a CVD térmica convencional ou a CVD intensificada por plasma, se realizam à temperaturas superiores a 500 ^oC, as quais podem restringir a aplicação de CNTs com substratos plásticos. Assim, o abaixamento da temperatura de crescimento dos CNTs abre importante via para as mais diversas aplicações.

Pesquisadores de Taiwan demonstraram que os CNTs podem ser sintetizados usando-se um substrato de silício revestido com cobalto, através de uma deposição química em fase vapor que faz uso de um ciclotron de elétrons (ECR-CVD), sem nenhum aquecimento intencional do substrato. Foram produzidos CNTs verticais com potências de microondas menores que 300 W. A habilidade para crescer CNTs à baixas temperaturas permite que nanotubos emissores possam ser sintetizados sobre substratos de vidro ou plásticos.

Imagens FEG-TEM de CNTs depositados sobre uma camada de 3 nm de espessura de Co, utilizando como precursor C₃H₈/N₂ = 20 e um ciclotron de elétrons com potência de 300 W, por 5 minutos. (a) CNT inteiro; (b) CNT com a ponta fechada e (c) feixe de CNTs.

Créditos: Institute of Physics Publishing.

A fabricação direta de emissores CNT, bem alinhados em substratos de plástico, não só barateia bastante a manufatura do CNT-FED, como também torna possível a fabricação de CNTs-FED flexíveis. CNTs curtos, por outro lado, podem ser aplicados em dispositivos eletrônicos em nanoescala - como os transistores de efeito de campo (FET) feitos com nanofios -, sendo também potenciais candidatos ao uso em materiais nanocompósitos.


O trabalho que deu origem a este texto, denominado "Growth of carbon nanotubes on cobalt catalyst film using electron cyclotron resonance chemical vapor deposition without thermal heating", foi publicado no final de agosto de 2006, na edição on-line da revista Nanotechnology.

Nanowerk, September 01, 2006 (Tradução - MIA).


Nota do Managing Editor: apresentação de alguns termos (menos comuns) usados neste texto:

CVD (Chemical Vapor Deposition) é um processo químico freqüentemente usado na indústria de semicondutores para a deposição de filmes finos de vários materiais. Num processo CVD típico, o substrato (plástico, vidro, etc.) é exposto a um ou mais precursores voláteis que reagem ou se decompõem na superfície do substrato para produzir o depósito desejado.

FED (field emission display) - tipo de monitor de tela plana que utiliza fósforo (material emissivo sob ação de certos comprimentos de onda) como meio emissivo.

Screen-printing - previamente conhecido como silk-screen é uma técnica de impressão que, através do uso de um estêncil, tradicionalmente cria imagens numa superfície porosa.

Ciclotron (do inglês, cyclotron) - tipo de acelerador de partículas. Os ciclotrons aceleram partículas carregadas (como os elétrons, por exemplo) usando altas freqüências e voltagens alternadas (diferença de potencial).

FEG-TEM (field emission gun-transmission electron microscope) - microscopia eletrônica de transmissão que utiliza a emissão de campo, o que aumenta sobremaneira a resolução.

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