价格便宜,功率小至0.1W的光源

晓说

日本东北大学的研究人员已经开发出一种新的低成本平面光源，可以与LED相媲美，将发展新一代的更亮、更便宜、更环保的照明设备。为照明均匀，该器件采用高导电碳纳米管阵列，效率高且能耗低至0.1W，要比普通发光二极管功率小100倍左右。

LED灯是以其效率高而出名的，但实际使用中，照明中产生的光子中只有一小部分照亮了周围环境，这表明，LED仍有改进的空间。Norihiro Shimoi教授及其同事提出了一个替代方法：构建一个基于碳纳米管的单原子层厚的圆柱形结构。

这种先进的器件有着像LED一样的二极管结构，但不同的是，它发光的原理与上个世纪使用的电视和电脑显示器的阴极射线管相似。在强电场的影响下，每个碳纳米管均可作为小型阴极射线管，从尖端处释放高速电子束。然后，这些电子打在真空涂有基色荧光粉的屏幕上，在这个过程中，释放少量的能量，从而导致基色荧光粉发光。

器件的制备是相当简单的，是一个低成本的过程。首先，研究人员把高度结晶的单壁碳纳米管与有机溶剂和表面活性剂复合物混合。然后，将混合物涂在阴极上并用砂纸划伤表面，这样电子就更容易脱离纳米管尖端。

                                       

他们的测试器件需要5千伏的高压，才能产生强电场以便使电子发射机制工作，但是研究人员说器件的功耗，实际上，只有0.1 W，是很低的，这要比LED的功率小两个数量级。一方面是因为碳纳米管的电阻很低，另一方面是电子发射行为产生的电子束密度是白炽灯泡的1000倍，同时也更容易定向,便于控制。

Shimoi说，“许多研究人员都试图以碳纳米管作为场发射器来构建光源，但没有人成功研制一个等效、简单的照明装置。”

科学家说，简单、未优化的器件已经取得了良好的亮度均匀性和60 lm/W这一相当高的照明效率。与之相应的是，发光二极管大约100 lm/W，有机发光二极管，简称OLED，大约40 lm/W。随着该技术的进一步发展，有望使设备更便宜、更环保，并最终带来在性能上与LED相匹敌甚至有所超越的高亮度设备。