来自Skoltech、特罗姆瑟大学-挪威北极大学、俄罗斯科学院西伯利亚分院固态化学与机械化学研究所的研究人员及其同事对超薄金刚石薄膜的特性进行了理论分析，确定了其中最适合场发射显示器。这种类型的平面屏幕最初是与现在占主导地位的液晶显示器一起开发的。而且，也许现在就放弃替代技术还为时过早。潜在的好处是低功耗、宽视角和零惯性：像素快速改变颜色。
科学家们为平面屏幕选择了“平面”钻石
该研究发表在第一四分位数期刊 ACS Applied Materials & Interfaces 上。Diaman 是一种超薄金刚石薄膜，它是通过将两层或更多层石墨烯叠放在一起并在这种多层结构的外表面附着氟、氢或一些其他元素的原子而获得的。结果，石墨烯被弯曲，其层被组合成扁平的金刚石。就其电子特性而言，正是这种材料可以适用于具有场发射的计算机、电话、电视的显示器。然而，钻石的属性很难计算并且取决于许多参数。
来自能源转型设计中心的 Skoltech 高级讲师 Alexander Kvashnin 为他关于钻石特性的博士论文辩护，并且是一项新研究的作者之一，他评论如下：“我们从许多因素对其电子特性的影响，以及它们在场发射显示器中的适用性。
总共考虑了 60 个超薄金刚石薄膜 - 这个数字是通过将三个变量相乘获得的。首先，碳层的数量可以是一层到六层。其次，覆盖薄膜表面的原子类型：氟或氢。第三，石墨烯层可以相对移动；在这种情况下，研究了它们相互定向的五种变体。”
研究人员为 60 种金刚石配置中的每一种配置计算的关键特征是将电子从金刚石薄膜表面击落需要多少能量。该参数对于具有场发射的显示器很重要，因为它们使用电子辐射来点亮构成屏幕图像的像素。在这种情况下消耗的能量越少越好，这个值取决于材料的所谓带隙：其中的电子可以使用哪些能态，哪些不能。该文章的作者还计算和研究了带隙。结论：最适合显示器的diaman配置是六层，氢化（即氢，不是氟）和碳膜与表面的取向（2̅110）。
Diaman 是碳原子（灰色球）的超薄金刚石薄膜，由于某些键被氟原子（粉色球）占据，它从石墨烯转移到金刚石晶体结构。在附着在氟原子的外表面之前，碳呈两层平面的形式，带有六角蜂窝状的晶格。
ICTTM SB RAS 和挪威北极大学的高级研究员 Christian Tantardini 是该研究的第一作者，也是 Skoltech 博士毕业生。他说：“除了电子特性之外，我们还根据我和 Skoltech 的 Oganov 教授开发的电负性量表创建了一种半定量方法，从而确定了表面偶极矩。这种方法可以避免复杂而冗长的第一性原理计算，并可以预测新型二维材料的表面反应性。”
表面偶极矩影响钻石的电子特性，包括电子发射，因此获得的信息对于场发射显示器的开发和这些设备的替代材料的选择很有价值。