Study on light emission from a carbon nanotube during electron field emission

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Fukui University of Technology (2022); Nagoya University (2019-2021)
• Principal Investigator: Asaka Koji 福井工業大学, 工学部, 教授 (50361316)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: カーボンナノチューブ / 電界放出 / 発光 / その場透過電子顕微鏡法

Outline of Final Research Achievements

Field-emission-induced light emission for a multi-walled carbon nanotube (CNT) emitter was studied by in-situ transmission electron microscopy combined with optical spectroscopy. During field emission, light emission from the CNT was observed. In the light emission spectra, a sharp peak was observed at 661 nm in addition to a broad peak in the measurement range from 450 to 850 nm, which is different from blackbody radiation. The present study also suggests that the sharp peak may be related to the tip structure of the CNT.

Free Research Field

材料物性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、カーボンナノチューブの電界放出中に発現する発光について、電界放出中のカーボンナノチューブの構造を動的に観察しながら、その場で印加電圧や放出電流、発光スペクトルを同時に調べることができる、その場透過電子顕微鏡法を利用している。本研究で見出された知見は、カーボンナノチューブ電子エミッタの光・電子素子への応用開拓につながる研究シーズとなることが期待され、また本研究で用いた手法は、カーボンナノチューブをはじめ様々なナノ物質の構造と特性の関係を解明するための学術的研究に有用な実験手法であることが示された。