Влияние функционализации на электрофизические свойства лазерно-структурированных гибридных углеродных наноматериалов

Актуальной задачей автоэмиссионной электроники является снижение рабочего напряжения для получения эмиссионного тока заданной плотности. Для решения этой проблемы необходим эмиттер с малой работой выхода. Перспективными кандидатами на роль полевых эмиттеров являются углеродные наноматериалы, однако для снижения работы выхода электронов из этих наноматериалов необходимо проводить функционализацию их поверхности другими наноструктурами, обладающими низкой работой выхода. В данной работе экспериментально исследовано влияние функционализации наночастицами гексаборида лантана (LaB$_6$) на электрофизические свойства наноматериалов на основе массива углеродных нанотрубок (УНТ). С помощью разработанной технологии лазерного воздействия был создан гибридный наноматериал на основе вертикального массива УНТ, функционализированных наночастицами LaB$_6$. Импульсное лазерное воздействие на массив УНТ с плотностью энергии 0.15 Дж/см$^2$ позволило укоротить, выровнять и структурировать верхние концы нанотрубок перпендикулярно подложке. Экспериментально установлен эффект образования гибридной наноструктуры путем связывания наночастиц LaB$_6$ с поверхностью УНТ. Регистрация эмиссионных вольт-амперных характеристик гибридных наноматериалов показала снижение полной работы выхода гибридного наноматериала на 78$\%$ после функционализации наночастицами LaB$_6$. На основании полученных результатов прогнозируется, что гибридные наноструктуры УНТ+LaB$_6$ имеют большой потенциал для применения в качестве наноматериалов для автоэмиссионной электроники.