A field emission device having bundles of aligned parallel carbon nanotubes on a substrate. The carbon nanotubes are oriented perpendicular to the substrate. The carbon nanotube bundles may be up to 300 microns tall, for example. The bundles of carbon nanotubes extend only from regions of the substrate patterned with a catalyst material. Preferably, the catalyst material is iron oxide. The substrate is preferably porous silicon, as this produces the highest quality, most well-aligned nanotubes. Smooth, nonporous silicon or quartz can also be used as the substrate. The method of the invention starts with forming a porous layer on a silicon substrate by electrochemical etching. Then, a thin layer of iron is deposited on the porous layer in patterned regions. The iron is then oxidized into iron oxide, and then the substrate is exposed to ethylene gas at elevated temperature. The iron oxide catalyzes the formation of bundles of aligned parallel carbon nanotubes which grow perpendicular to the substrate surface. The height of the nanotube bundles above the substrate is determined by the duration of the catalysis step. The nanotube bundles only grow from the patterned regions.

Um dispositivo da emissão do campo que tem pacotes de nanotubes paralelos alinhados do carbono em uma carcaça. Os nanotubes do carbono são perpendicular orientada à carcaça. Os pacotes do nanotube do carbono podem ter até 300 mícrons de altura, para o exemplo. Os pacotes de nanotubes do carbono estendem somente das regiões da carcaça modelada com um material do catalizador. Preferivelmente, o material do catalizador é óxido do ferro. A carcaça é silicone preferivelmente poroso, como esta produz a qualidade a mais elevada, a maioria de nanotubes bem-alinhados. O silicone ou o quartzo liso, nonporous podem também ser usados como a carcaça. O método da invenção começa com dar forma a uma camada porosa em uma carcaça do silicone gravura a água-forte eletroquímica. Então, uma camada fina de ferro é depositada na camada porosa em regiões modeladas. O ferro é oxidado então no óxido do ferro, e a carcaça é exposta então ao gás do etileno na temperatura elevated. O óxido do ferro catalyzes a formação dos pacotes dos nanotubes paralelos alinhados do carbono que crescem perpendiculares à superfície da carcaça. A altura dos pacotes do nanotube acima da carcaça é determinada pela duração da etapa do catalysis. Os pacotes do nanotube crescem somente das regiões modeladas.