تعمل تقنية طلاء السطح الجديدة على زيادة انبعاث الإلكترون للمواد بمقدار سبعة أضعاف

12 مايو 2023 (أخبار Nanowerk) قامت مجموعة بحث دولية بتطوير تقنية جديدة لطلاء الأسطح قادرة على زيادة انبعاث الإلكترون في المواد بشكل كبير (رسائل الفيزياء التطبيقية, “Work function lowering of LaB6 by monolayer hexagonal boron nitride coating for improved photo- and thermionic-cathodes”). ومن المتوقع أن يؤدي اختراقهم إلى تحسين إنتاج مصادر الإلكترون عالية الكفاءة، ويؤدي إلى زيادة الأداء في المجاهر الإلكترونية، وأنظمة الطباعة الحجرية ذات الشعاع الإلكتروني، ومرافق الإشعاع السنكروتروني. الإلكترونات الحرة هي تلك غير المرتبطة بذرة أو جزيء معين، وتتجول بحرية داخل المادة. إنها تلعب دورًا حيويًا في مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من المفاعلات الضوئية والمجاهر ووصولاً إلى المسرعات. صور المجهر الإلكتروني للانبعاث الضوئي (PEEM) والصور المجهرية للانبعاث الإلكتروني الحراري (TEEM) لـ LaB6 السطح مطلي بالجرافين (Gr) وhBN. تشير المناطق الساطعة في الصور إلى وجود عدد كبير من الإلكترونات المنبعثة. (الصورة: جامعة توهوكو) إحدى الخصائص التي تقيس أداء الإلكترونات الحرة هي دالة الشغل: الحد الأدنى من الطاقة اللازمة للإلكترونات للهروب من سطح المادة إلى الفراغ. تتطلب المواد ذات وظيفة الشغل المنخفضة طاقة أقل لإزالة الإلكترونات وجعلها حرة في الحركة؛ في حين أن المواد ذات وظيفة العمل العالية تحتاج إلى المزيد من الطاقة لإزالة الإلكترونات. تعد وظيفة العمل المنخفضة أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز أداء مصادر الإلكترون وتساهم في تطوير المواد والتقنيات المتقدمة التي يمكن أن يكون لها تطبيقات عملية في مجالات مختلفة، مثل المجهر الإلكتروني وعلوم المسرعات وتصنيع أشباه الموصلات. حاليا، اللانثانم سداسي البوريد (LaB6) يستخدم على نطاق واسع لمصادر الإلكترون بسبب ثباته العالي ومتانته. لتحسين LaB6‘s efficiency, the research group turned to hexagonal boron nitride (hBN), a versatile chemical compound that is thermally stable, possesses a high melting point, and is very useful in harsh environments, “We discovered that coating LaB6 with hBN lowered the work function from 2.2 eV to 1.9 eV and increased electron emission,” said Shuichi Ogawa, co-author of the study and current associate professor at Nihon University (formerly at Tohoku University’s Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials). رسم تخطيطي لآلية تعديل وظيفة العمل بواسطة طلاء الجرافين وhBN. عندما لاب6 وتلامس مواد الطلاء عن طريق الطلاء، تصبح مستويات فيرمي (EF) متساوية. في حالة طلاء LaB6 مع الجرافين ((أ)، (ب)) ، تكون وظيفة العمل W بعد طلاء الجرافين أكبر من وظيفة العمل الأصلية لـ LaB6، دبليو لاب6. من ناحية أخرى، في حالة طلاء hBN ((d)، (e)) تكون وظيفة العمل W بعد طلاء hBN أقل من WLaB6. يوضح الشكلان (ج) و (و) إعادة توزيع الرسوم عن طريق حساب المبادئ الأولى. (الصورة: جامعة توهوكو أكد الفحص المجهري للإلكترون بالانبعاث الضوئي والمجهر الإلكتروني للانبعاث الحراري الذي أجرته المجموعة انخفاض وظيفة العمل مقارنة مع غير المغلفة و الجرافين coated regions. Looking ahead, Ogawa and his colleagues hope to hone the coating technique. “We still need to develop a technique for coating hBN onto LaB6‘s non-oxidized surface, as well as a way to coat LaB6 electron sources with a pointed triangular shape.”

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• سك المستقبل مع أدرين أشلي. الوصول هنا.
• شراء وبيع الأسهم في شركات ما قبل الاكتتاب مع PREIPO®. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62980.php