فناوری جدید پوشش سطح، انتشار الکترون مواد را هفت برابر افزایش می دهد

فناوری جدید پوشش سطح، انتشار الکترون مواد را هفت برابر افزایش می دهد

تمبر زمان: 12 مه 2023، 5:06 صبح
گره منبع: 2649550
12 مه 2023 (اخبار نانوورکیک گروه تحقیقاتی بین المللی فناوری پوشش سطحی جدیدی را توسعه داده است که قادر به افزایش قابل توجه انتشار الکترون در مواد است.نامه فیزیک کاربردی, “Work function lowering of LaB6 by monolayer hexagonal boron nitride coating for improved photo- and thermionic-cathodes”). انتظار می‌رود پیشرفت آنها تولید منابع الکترونی با راندمان بالا را بهبود بخشد و منجر به افزایش عملکرد در میکروسکوپ‌های الکترونی، سیستم‌های لیتوگرافی پرتو الکترونی و تاسیسات تشعشع سنکروترون شود. الکترون های آزاد آنهایی هستند که به یک اتم یا مولکول خاص متصل نیستند و آزادانه در یک ماده متحیر می شوند. آنها در طیف وسیعی از کاربردها، از فوتورآکتورها و میکروسکوپ ها گرفته تا شتاب دهنده ها، نقش حیاتی دارند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل نوری (PEEM) و میکروسکوپ گسیل الکترونی حرارتی (TEEM) از سطح LaB6 پوشش داده شده با گرافن (Gr) و hBN تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل نوری (PEEM) و میکروسکوپ گسیل الکترونی حرارتی (TEEM) از LaB6 سطح پوشش داده شده با گرافن (Gr) و hBN. مناطق روشن در تصاویر نشان دهنده تعداد زیادی الکترون ساطع شده است. (تصویر: دانشگاه توهوکو) یکی از ویژگی هایی که عملکرد الکترون های آزاد را اندازه گیری می کند تابع کار است: حداقل انرژی لازم برای فرار الکترون ها از سطح مواد به خلاء. مواد با تابع کار کم نیاز به انرژی کمتری برای حذف الکترون ها و آزاد کردن آنها برای حرکت دارند. در حالی که مواد با تابع کار بالا به انرژی بیشتری برای حذف الکترون ها نیاز دارند. عملکرد پایین تر برای افزایش عملکرد منابع الکترونی بسیار مهم است و به توسعه مواد و فناوری های پیشرفته ای کمک می کند که می توانند کاربردهای عملی در زمینه های مختلف داشته باشند، مانند میکروسکوپ الکترونی، علم شتاب دهنده و ساخت نیمه هادی. در حال حاضر، هگزابورید لانتانیم (LaB6) به دلیل پایداری و دوام بالا به طور گسترده برای منابع الکترونی استفاده می شود. برای بهبود آزمایشگاه6‘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). یک نمودار شماتیک از مکانیسم مدولاسیون تابع کار توسط گرافن و پوشش hBN یک نمودار شماتیک از مکانیسم مدولاسیون تابع کار توسط گرافن و پوشش hBN. وقتی LaB6 و مواد پوشش در تماس با پوشش قرار می گیرند، سطح فرمی آنها (EF) برابر می شود. در مورد پوشش LaB6 با گرافن ((a)، (b))، تابع کار W بعد از پوشش گرافن بزرگتر از تابع کار اصلی LaB است.6، WLaB6. از سوی دیگر، در مورد پوشش hBN ((d)، (e))، تابع کار W بعد از پوشش hBN کمتر از WLaB است.6. شکل (ج) و (و) توزیع مجدد هزینه ها را با محاسبه اصول اول نشان می دهد. (تصویر: میکروکپی الکترونی گسیل نوری دانشگاه توهوکو و میکروسکوپ الکترونی گسیل ترمیونی که توسط گروه انجام شد، عملکرد کار کمتری را در مقایسه با غیر پوشش داده شده و گرافن 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.”

تمبر زمان:

بیشتر از نانورک