Um dos desafios mais importantes para a indústria de bens eletrônicos de consumo é o desenvolvimento de um dispositivo mostrador de informação (display) que tenda aos requisitos de alta qualidade de imagem, grande área, baixo consumo de energia e baixo custo. O display de comissão de campo (field emission display, ou FED) representa a tecnologia com maior potencial para atender a estes requisitos. No entanto a baixa durabilidade e a baixa confiabilidade dos protótipos baseados em emissores metálicos impedem que esta tecnologia entre no mercado. Neste trabalho, investigam-se duas abordagens que podem representar urna solução para estas deficiências: a melhora do vácuo na câmara de emissão e o emprego de nanotubos de carbono como emissores. No que se refere a melhora das propriedades de vácuo num FED, este trabalho propõe um novo tipo de emissor baseado em uma membrana porosa. Cálculos teóricos referentes as propriedades de vácuo e ao fator de amplificação do campo eletrostático são apresentados para esta nova configuração, sendo proposto um modelo para determinar o limite superior do fator de amplificação do campo. No que se refere a parte experimental, e demonstrado que membranas porosas de diamante de fato funcionam como emissores, de acordo com a proposta. O desempenho destas membranas e comparado com o de condutores metálicos planos, com e sem um recobrimento de diamond-like carbon. São apresentadas imagens dos spots de emissão em poros, e um estudo da estabilidade de emissão de longo prazo e realizado. No que se refere aos nanotubos de carbono este trabalho propõe um novo processo de tratamento dos nanotubos em arco de plasma que resulta em melhora das propriedades de emissão destas estruturas. Um estudo da estabilidade de emissão dos nanotubos também e apresentado, sendo que uma degradação sistemática da emissão e relatada para o caso de nanotubos mono-parede (single-wall). / One of the most important challenges to the electronics industry is the production of a flat panel display which fulfills the requirements of high quality image, large area low power and low cost. Field Emission Display (FED) is the technology in best conditions to face these requirements. However, the short lifetime and low reliability of FED prototypes based on metallic emitters are hindering this technology to get into the market. In this work we investigate two different approaches that could represent a solution for these problems: improvement of the vacuum characteristics inside the emission chamber and use of carbon nanotubes as emitters. With respect to the improvement of vacuun in a FED, this work proposes a new type of emitter based on a porous diamond membrane. Theoretical calculations referent to the vacuum properties and referent to electrostatic field enhancement factor are presented. A new model is proposed to determine the superior limit for the eletrostatic field enhancement factor in a porous emitter. With respect to the experimental part of this work, we show that diamond porous membranes indeed emit electrons, according to the original proposition. The emission performance of these membranes is compared to the performance of flat metalic emitters, coated or Dot with diamond-like carbon. Images of emission spots in pores and a study of the long term membrane emission stability are presented. With respect to carbon nanotubes this work presents a. new treatment process, under plasma arc, that resulted in emission improvement. A study all emission stability of nanotubes is also presented, and systematical emission decay is reported for single-wall nanotubes.

Um dos desafios mais importantes para a indústria de bens eletrônicos de consumo é o desenvolvimento de um dispositivo mostrador de informação (display) que tenda aos requisitos de alta qualidade de imagem, grande área, baixo consumo de energia e baixo custo. O display de comissão de campo (field emission display, ou FED) representa a tecnologia com maior potencial para atender a estes requisitos. No entanto a baixa durabilidade e a baixa confiabilidade dos protótipos baseados em emissores metálicos impedem que esta tecnologia entre no mercado. Neste trabalho, investigam-se duas abordagens que podem representar urna solução para estas deficiências: a melhora do vácuo na câmara de emissão e o emprego de nanotubos de carbono como emissores. No que se refere a melhora das propriedades de vácuo num FED, este trabalho propõe um novo tipo de emissor baseado em uma membrana porosa. Cálculos teóricos referentes as propriedades de vácuo e ao fator de amplificação do campo eletrostático são apresentados para esta nova configuração, sendo proposto um modelo para determinar o limite superior do fator de amplificação do campo. No que se refere a parte experimental, e demonstrado que membranas porosas de diamante de fato funcionam como emissores, de acordo com a proposta. O desempenho destas membranas e comparado com o de condutores metálicos planos, com e sem um recobrimento de diamond-like carbon. São apresentadas imagens dos spots de emissão em poros, e um estudo da estabilidade de emissão de longo prazo e realizado. No que se refere aos nanotubos de carbono este trabalho propõe um novo processo de tratamento dos nanotubos em arco de plasma que resulta em melhora das propriedades de emissão destas estruturas. Um estudo da estabilidade de emissão dos nanotubos também e apresentado, sendo que uma degradação sistemática da emissão e relatada para o caso de nanotubos mono-parede (single-wall). / One of the most important challenges to the electronics industry is the production of a flat panel display which fulfills the requirements of high quality image, large area low power and low cost. Field Emission Display (FED) is the technology in best conditions to face these requirements. However, the short lifetime and low reliability of FED prototypes based on metallic emitters are hindering this technology to get into the market. In this work we investigate two different approaches that could represent a solution for these problems: improvement of the vacuum characteristics inside the emission chamber and use of carbon nanotubes as emitters. With respect to the improvement of vacuun in a FED, this work proposes a new type of emitter based on a porous diamond membrane. Theoretical calculations referent to the vacuum properties and referent to electrostatic field enhancement factor are presented. A new model is proposed to determine the superior limit for the eletrostatic field enhancement factor in a porous emitter. With respect to the experimental part of this work, we show that diamond porous membranes indeed emit electrons, according to the original proposition. The emission performance of these membranes is compared to the performance of flat metalic emitters, coated or Dot with diamond-like carbon. Images of emission spots in pores and a study of the long term membrane emission stability are presented. With respect to carbon nanotubes this work presents a. new treatment process, under plasma arc, that resulted in emission improvement. A study all emission stability of nanotubes is also presented, and systematical emission decay is reported for single-wall nanotubes.