在论文中，研究者详述了该器材的制作和优化过程。这是一种基于类似“二级管”的结构，用磷荧光屏和单层碳纳米管作为电极的照明器材。人们可以把它们想象为微缩了的钨丝场。

研究者先将高度结晶的单层碳纳米管均匀混合入一种有机溶液和一种类似肥皂的化学物质表面活性剂。然后他们把这种混合物“涂”到器材的阴极，用砂纸打磨表面以形成平板光源。这样的光源可以产生大量稳定均匀的发射电流，并且耗能很小。

“我们结构简单的‘二极管’平板光源照明效率可达60流明每瓦特，在制作低耗能照明器材方面有很大潜力。”该研究的领头科学家、东北大学环境学副教授norihiroshimoi介绍。

尽管该照明器材有类似于二极管的结构，但它的发光系统不是基于二极管的工作原理。二极管是由两层导体和绝缘体的半导体材料，再加上中间介质组成，不同半导体材料层的电属性是由掺入的杂质决定的。

该新型照明器材的照明原理更类似于阴极射线管，是由真空管里的一个阴极和一个作为阳极的磷荧光屏组成。在强电场作用下，阴极通过碳纳米管的细小尖端发射密集高速的电子束，这种现象被称作场发射。之后，电子在真空管里做高速运动，最后击中磷荧光屏发出荧光。

“在我们设计的二级结构中，由高度结晶的单层碳纳米管做成的阴极，和用磷光屏做成的阳极，会产生几乎为零泄漏的发射场和非常均匀的照明亮度。”shimoi说。