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Materiales luminiscentes y sus aplicaciones en lámparas compactas
Luminescent materials and its aplication to compact lamps
Jorge Carlos Ríos
Gustavo Alonso Hirata Flores
Acceso Abierto
Atribución
Nanotubos, Catodoluminiscencia
Se fabricó una estructura multicapa con compuerta integrada sobre sustrato de silicio. Laestructura cuenta con arreglos de 1x1, 2x2, 6x5 orificios de compuerta por área metálica.Los orificios son de 50 μm y con una separación entre orificios de 100 μm. Las películas enla estructura están conformadas por Si-SiO<sub>2</sub>-Cr-SiO<sub>2</sub>-Cr, al final se depositó en su interior películas de níquel y de cobalto, como precursores catalizadores de los CNT’s. En el diseño de la estructura también se incluyó el acceso eléctrico a los cátodos y compuerta, a travésde contactos metálicos para su polarización. Las dimensiones de los contactos seestablecieron en base a un conector comercial.Se logró el crecimiento de CNT’s por medio de la técnica de ECR-CVD de baja potencia(250W) y a bajas temperaturas (<700°C), utilizando acetileno como gas precursor y cobaltocomo catalizador. Los CNT’s crecidos son multipared, MWCNT’s con un diámetro en elintervalo de 8 a 10 nm en promedio y muestran una respuesta Raman con picos en 1345cm<sup>-1</sup> para la banda D y 1586 cm<sup>-1</sup> para la banda G. La razón ID/IG promedio es de 1.25 y es similar a la razón ID/IG de los CNT’s crecidos a alta temperatura (750°C).Se construyó un prototipo de dispositivo de lámpara compacta con CNT’s como cátodosfríos y el ánodo con materiales luminiscentes. Los CNT’s fueron crecidos por ECR-CVD apartir de nanopartículas de cobalto como catalizador en un sustrato de silicio, el ánodo sefabrico a partir de un sustrato de zirconio en el cual se depositó material luminiscente pormedio de electroforésis.La respuesta de emisión de campo del prototipo mostro un voltaje de umbral de V<sub>umb</sub>=0.24 V/μm, y sigue una respuesta típica descrita por Fowler-Nordheim. El factor demejoramiento de campo fue muy grande debido a la contribución de las múltiples puntas deCNT’s en el agrupamiento como lo muestran las micrografías SEM.
A multilayered structure with integrated gate was fabricated on silicon substrates. Thestructure features arrangements of 1x1, 2x2, 6x5 gate holes by area of metal. The holes are50 μm in diameter with a separation between holes of 100 μm. The structure is formed bySi-SiO<sub>2</sub>-Cr-SiO<sub>2</sub>-Cr layers with the final deposition of nickel or cobalt as the precursor catalysts for the growth of CNT's. In the design of the structure, an electrical access to thecathodes and gate is also included through metal contacts for the polarization of the device.The dimensions of the contacts were established on the basis of a commercial connector.The growth of CNT’s has been achieved by means of the technique ECR-CVD at lowpower (250 W) and low temperatures (Ts < 700°C), using acetylene gas as the reaction gas and cobalt as the catalyst. The CNT's grown are multiwall (MWCNT's) with a diameter in the range of 8 to 10 nm in average and show a response with Raman peaks at 1345 cm<sup>-1</sup> for band D and 1586 cm<sup>-1</sup> for the band G. The average ratio ID/IG is 1.25 and is similar to the ratio ID/IG of the CNT's grown at high temperature (750°C).A prototype device of compact lamp was built with CNT's as cold cathodes and anode with luminescent materials. The CNT's were grown by ECR-CVD from cobalt nanoparticles as a catalyst on a silicon substrate; the anode is fabricated depositing luminescent material by electrophoresis on a zirconium substrate.The field emission response of the prototype showed a threshold voltage of V<sub>threshold</sub>= 0.24 V/ μm, and follows a typical response described by Fowler-Nordheim. The field improvement factor was very large due to the contribution of the multiple tips (bundle) of CNT's as shown in the SEM micrographs.
CICESE
2011
Tesis de maestría
Español
Carlos Ríos, J.2011.Materiales luminiscentes y sus aplicaciones en lámparas compactas.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 62 pp.
OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS
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