Carbon nanotubes have promising electron emission characteristics. We report on photo-electron emitters made from sparse collections of single-walled carbon nanotubes resting on a silicon dioxide surface. A 266 nm ultraviolet laser was used. The measured emission current suggests a level of optical power absorption of approximately an order of magnitude higher than what is expected purely based on the surface area of the nanotubes; it appears that a more efficient mechanism is at work. We also present simulation results and discuss whether optical antenna effects could provide an insight.
REFERENCES
1.
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
).2.
S.
Yu
, S.
Jin
, W.
Yi
, J.
Kang
, T.
Jeong
, Y.
Choi
, J.
Lee
, J.
Heo
, N. S.
Lee
, J. -B.
Yoo
, and J. M.
Kim
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
40
, 6088
(2001
).3.
W. B.
Choi
, Y. W.
Jin
, H. Y.
Kim
, S. J.
Lee
, M. J.
Yun
, J. H.
Kang
, Y. S.
Choi
, N. S.
Park
, N. S.
Lee
, and J. M.
Kim
, Appl. Phys. Lett.
78
, 1547
(2001
).4.
Y. -C.
Lan
, C. -T.
Lee
, Y.
Hu
, S. -H.
Chen
, C. -C.
Lee
, B. -Y.
Tsui
, and T. -L.
Lin
, J. Vac. Sci. Technol. B
22
, 1244
(2004
).5.
R.
Yabushita
, K.
Hata
, H.
Sato
, and Y.
Saito
, J. Vac. Sci. Technol. B
25
, 640
(2007
).6.
N.
de Jonge
and J. -M.
Bonard
, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A
362
, 2239
(2004
).7.
P.
Yaghoobi
and A.
Nojeh
, Mod. Phys. Lett. B
21
, 1807
(2007
).8.
L.
Fleming
, M. D.
Ulrich
, K.
Efimenko
, J.
Genzer
, A. S. Y.
Chan
, T. E.
Madey
, S. J.
Oh
, O.
Zhou
, and J. E.
Rowe
, J. Vac. Sci. Technol. B
22
, 2000
(2004
).9.
H.
Shiozawa
, H.
Ishii
, H.
Kataura
, H.
Yoshioka
, H.
Kihara
, Y.
Takayama
, T.
Miyahara
, S.
Suzuki
, Y.
Achiba
, T.
Kodama
, M.
Nakatake
, T.
Narimura
, M.
Higashiguchi
, K.
Shimada
, H.
Namatame
, and M.
Taniguchi
, Physica B (Amsterdam)
351
, 259
(2004
).10.
R.
Larciprete
, A.
Goldoni
, S.
Lizzit
, and L.
Petaccia
, Appl. Surf. Sci.
248
, 8
(2005
).11.
C.
Bittencourt
, A.
Felten
, B.
Douhard
, J.
Ghijsen
, R. L.
Johnson
, W.
Drube
, and J. J.
Pireaux
, Chem. Phys.
328
, 385
(2006
).12.
B.
Ha
, J.
Park
, S. Y.
Kim
, and C. J.
Lee
, J. Phys. Chem. B
110
, 23742
(2006
).13.
N.
Kocharova
, J.
Leiro
, J.
Lukkari
, M.
Heinonen
, T.
Skala
, F.
Sutara
, M.
Skoda
, and M.
Vondracek
, Langmuir
24
, 3235
(2008
).14.
S.
Suzuki
, Y.
Watanabe
, T.
Ogino
, Y.
Homma
, D.
Takagi
, S.
Heun
, L.
Gregoratti
, A.
Barinov
, and M.
Kiskinova
, Carbon
42
, 559
(2004
).15.
S.
Suzuki
, Y.
Watanabe
, Y.
Homma
, S. Y.
Fukuba
, A.
Locatelli
, and S.
Heun
, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
144-147
, 357
(2005
).16.
H. D.
Sun
, Z. K.
Tang
, J.
Chen
, and G.
Li
, Solid State Commun.
109
, 365
(1999
).17.
G. S.
Duesberg
, I.
Loa
, M.
Burghard
, K.
Syassen
, and S.
Roth
, Phys. Rev. Lett.
85
, 5436
(2000
).18.
A.
Jorio
, G.
Dresselhaus
, M. S.
Dresselhaus
, M.
Souza
, M. S. S.
Dantas
, M. A.
Pimenta
, A. M.
Rao
, R.
Saito
, C.
Liu
, and H. M.
Cheng
, Phys. Rev. Lett.
85
, 2617
(2000
).19.
A. M.
Rao
, A.
Jorio
, M. A.
Pimenta
, M. S. S.
Dantas
, R.
Saito
, G.
Dresselhaus
, and M. S.
Dresselhaus
, Phys. Rev. Lett.
84
, 1820
(2000
).20.
A.
Jorio
, A. G.
Souza Filho
, V. W.
Brar
, A. K.
Swan
, M. S.
Ünlü
, B. B.
Goldberg
, A.
Righi
, J. H.
Hafner
, C. M.
Lieber
, R.
Saito
, G.
Dresselhaus
, and M. S.
Dresselhaus
, Phys. Rev. B
65
, 121402
(2002
).21.
22.
K.
Kaminska
, J.
Lefebvre
, D. G.
Austing
, and P.
Finnie
, Nanotechnology
18
, 165707
(2007
).23.
A. G.
Rinzler
, J. H.
Hafner
, P.
Nikolaev
, L.
Lou
, S. G.
Kim
, D.
Tomanek
, P.
Nordlander
, D. T.
Colbert
, and R. E.
Smalley
, Science
269
, 1550
(1995
).24.
A.
Mayer
, N. M.
Miskovsky
, and P. H.
Cutler
, Phys. Rev. B
65
, 195416
(2002
).25.
Y. -C.
Chen
, H. -F.
Cheng
, Y. -S.
Hsieh
, and Y. -M.
Tsau
, J. Appl. Phys.
94
, 7739
(2003
).26.
T.-H.
Wong
, M. C.
Gupta
, and C.
Hernandez-Garcia
, Nanotechnology
18
, 135705
(2007
).27.
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
).28.
J.
Kong
, H. T.
Soh
, A. M.
Cassell
, C. F.
Quate
, and H.
Dai
, Nature (London)
395
, 878
(1998
).29.
See http://www.memsnet.org/material/silicondioxidesio2film/ for the thermal conductivity of silicon dioxide.
30.
See http://www.efunda.com/materials/elements/TC_Table.cfm?Element_ID=Si for the thermal conductivity of silicon.
31.
Y.
Wang
, K.
Kempa
, B.
Kimball
, J. B.
Carlson
, G.
Benham
, W. Z.
Li
, T.
Kempa
, J.
Rybczynski
, A.
Herczynski
, and Z. F.
Ren
, Appl. Phys. Lett.
85
, 2607
(2004
).32.
J.
Rybczynski
, K.
Kempa
, Y.
Wang
, Z. F.
Ren
, J. B.
Carlson
, B. R.
Kimball
, and G.
Benham
, Appl. Phys. Lett.
88
, 203122
(2006
).33.
K.
Kempa
, J.
Rybczynski
, Z.
Huang
, K.
Gregorczyk
, A.
Vidan
, B.
Kimball
, J.
Carlson
, G.
Benham
, Y.
Wang
, A.
Herczynski
, and Z. F.
Ren
, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
19
, 421
(2007
).34.
P. J.
Burke
, S.
Li
, and Z.
Yu
, IEEE Trans. Nanotechnol.
5
, 314
(2006
).35.
G. W.
Hanson
, IEEE Trans. Antennas Propag.
53
, 3426
(2005
).36.
G. W.
Hanson
, IEEE Trans. Antennas Propag.
54
, 76
(2006
).37.
J.
Hao
and G. W.
Hanson
, Phys. Rev. B
74
, 035119
(2006
).38.
39.
G. Y.
Slepyan
, M. V.
Shuba
, S. A.
Maksimenko
, and A.
Lakhtakia
, Phys. Rev. B
73
, 195416
(2006
).40.
M.
Freitag
, Y.
Martin
, J. A.
Misewich
, R.
Martel
, and Ph.
Avouris
, Nano Lett.
3
, 1067
(2003
).41.
G.
Zhou
and Y.
Kawazoe
, Phys. Rev. B
65
, 155422
(2002
).42.
P.
Hommelhoff
, Y.
Sortais
, A.
Aghajani-Talesh
, and M. A.
Kasevich
, Phys. Rev. Lett.
96
, 077401
(2006
).43.
A.
Ural
, Y.
Li
, and H.
Dai
, Appl. Phys. Lett.
81
, 3464
(2002
).44.
A.
Nojeh
, W. -K.
Wong
, A. W.
Baum
, R. F.
Pease
, and H.
Dai
, Appl. Phys. Lett.
85
, 112
(2004
).© 2008 American Institute of Physics.
2008
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
