由於良好的導電性及徑長比(aspect ratio),奈米碳管已經被視為是極佳的場發射射極(emitter)材料,目前場發射的運用主要是著重在場發射顯示器(field emission display) 及場發射燈絲 (field emission lighting),以二極場發射元件(如下圖)為例,陽極包含導電玻璃及螢光粉,陰極包含基板(substrate)、導電層及奈米碳管射極,在陰極及陽極間有隔板(spacer)支撐,元件內部保持在約10-7 torr 壓力以下。工作原理大致如下,當陰陽極電位差達到一個定值時,電子會從奈米碳管的頂端射出,轟擊在陽極的螢光粉使之發光,若陽極為紅、綠、藍光螢光粉的像素(pixels)時,則為場發射顯示器的工作原理(一般而言為三極結構),若螢光粉為白光螢光粉,則為場發射燈絲(field emission lighting)之工作原理。由於近年來日光燈(Fluorescent lamp) 因為含有汞的關係,已經漸漸被世界各國禁用,場發射燈絲源被視為是下一世代的最具潛力的環保燈源。

場發射