We demonstrate photoelectron emission from millimeter-long forests of vertically aligned multiwalled carbon nanotubes using 266 nm light, which illuminates the forests from the side. We have measured quantum efficiencies in the order of 105 at low fields (pure photoemission) and 103 at an applied field of 0.3Vμm1, which are 2–4 orders of magnitude higher than those obtained from films of randomly oriented nanotubes, and approach the quantum efficiency of semimetal photocathodes. Through optical simulations we show that 266 nm light is absorbed within the first few layers of the nanotube forest.

1.
E.
Lidorikis
and
A. C.
Ferrari
,
ACS Nano
3
,
1238
(
2009
).
2.
K. G.
Batrakov
,
S. A.
Maksimenko
,
P. P.
Kuzhir
, and
C.
Thomsen
,
Phys. Rev. B
79
,
125408
(
2009
).
3.
P. G.
O’Shea
and
H. P.
Freund
,
Science
292
,
1853
(
2001
).
4.
C. -J.
Chiang
,
K. X.
Liu
, and
J. P.
Heritage
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
083506
(
2007
).
5.
D.
Tasis
,
N.
Tagmatarchis
,
A.
Bianco
, and
M.
Prato
,
Chem. Rev. (Washington, D.C.)
106
,
1105
(
2006
).
6.
N. H.
Tran
,
M. A.
Wilson
,
A. S.
Milev
,
J. R.
Bartlett
,
R. N.
Lamb
,
D.
Martin
, and
G. S. K.
Kannangara
,
Adv. Colloid Interface Sci.
145
,
23
(
2009
).
7.
A.
Nojeh
,
K.
Ioakeimidi
,
S.
Sheikhaei
, and
R. F. W.
Pease
,
J. Appl. Phys.
104
,
054308
(
2008
).
8.
T. -H.
Wong
,
M. C.
Gupta
, and
C.
Hernandez-Garcia
,
Nanotechnology
18
,
135705
(
2007
).
9.
W. B.
Choi
,
D. S.
Chung
,
J. H.
Kang
,
H. Y.
Kim
,
Y. W.
Jin
,
I. T.
Han
,
Y. H.
Lee
,
J. E.
Jung
,
N. S.
Lee
,
G. S.
Park
, and
J. M.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
3129
(
1999
).
10.
L.
Hudanski
,
E.
Minoux
,
L.
Gangloff
,
K. B. K.
Teo
,
J. P.
Schnell
,
S.
Xavier
,
J.
Robertson
,
W. I.
Milne
,
D.
Pribat
, and
P.
Legagneux
,
Nanotechnology
19
,
105201
(
2008
).
11.
T. L.
Westover
,
A. D.
Franklin
,
B. A.
Cola
,
T. S.
Fisher
, and
R.
Reifenberger
,
J. Vac. Sci. Technol. B
28
,
423
(
2010
).
12.
V.
Nassisi
,
A.
Beloglazov
,
E.
Giannico
,
M. R.
Perrone
, and
A.
Rainò
,
J. Appl. Phys.
84
,
2268
(
1998
).
13.
G. D. A.
Jorio
and
M. S.
Dresselhaus
,
Carbon Nanotubes
,
Topics in Applied Physics
, Vol.
111
(
Springer
,
New York
,
2008
).
14.
F. J.
García-Vidal
,
J. M.
Pitarke
, and
J. B.
Pendry
,
Phys. Rev. Lett.
78
,
4289
(
1997
).
15.
S.
Khorasani
,
A.
Nojeh
, and
B.
Rashidian
,
Fiber Integr. Opt.
21
,
173
(
2002
).
16.
Z. -P.
Yang
,
L.
Ci
,
J. A.
Bur
,
S. -Y.
Lin
, and
P. M.
Ajayan
,
Nano Lett.
8
,
446
(
2008
).
17.
K.
Mizuno
,
J.
Ishii
,
H.
Kishida
,
Y.
Hayamizu
,
S.
Yasuda
,
D. N.
Futaba
,
M.
Yumura
, and
K.
Hata
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
106
,
6044
(
2009
).
18.
Y.
Murakami
,
S.
Chiashi
,
Y.
Miyauchi
,
M.
Hu
,
M.
Ogura
,
T.
Okubo
, and
S.
Maruyama
,
Chem. Phys. Lett.
385
,
298
(
2004
).
19.
D. N.
Futaba
,
K.
Hata
,
T.
Yamada
,
T.
Hiraoka
,
Y.
Hayamizu
,
Y.
Kakudate
,
O.
Tanaike
,
H.
Hatori
,
M.
Yumura
, and
S.
Iijima
,
Nature Mater.
5
,
987
(
2006
).
You do not currently have access to this content.