Teknologi pelapisan permukaan baru meningkatkan emisi elektron material tujuh kali lipat

12 Mei 2023 (Berita Nanowerk) Sebuah kelompok penelitian internasional telah mengembangkan teknologi pelapisan permukaan baru yang mampu meningkatkan emisi elektron pada material secara signifikan (Applied Physics Letters, “Work function lowering of LaB6 by monolayer hexagonal boron nitride coating for improved photo- and thermionic-cathodes”). Terobosan mereka diharapkan dapat meningkatkan produksi sumber elektron dengan efisiensi tinggi, dan meningkatkan kinerja mikroskop elektron, sistem litografi berkas elektron, dan fasilitas radiasi sinkrotron. Elektron bebas adalah elektron yang tidak terikat pada atom atau molekul tertentu, dan berkeliaran bebas di dalam suatu material. Mereka memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi, mulai dari fotoreaktor dan mikroskop hingga akselerator. Gambar mikroskop elektron fotoemisi (PEEM) dan mikroskop emisi elektron termal (TEEM) dari LaB6 permukaan dilapisi dengan graphene (Gr) dan hBN. Area terang pada gambar menunjukkan sejumlah besar elektron yang dipancarkan. (Gambar: Universitas Tohoku) Salah satu sifat yang mengukur kinerja elektron bebas adalah fungsi kerja: energi minimum yang diperlukan elektron untuk melepaskan diri dari permukaan material ke ruang hampa. Bahan dengan fungsi kerja rendah memerlukan lebih sedikit energi untuk melepaskan elektron dan membuatnya bebas bergerak; sedangkan bahan dengan fungsi kerja tinggi membutuhkan lebih banyak energi untuk melepaskan elektron. Fungsi kerja yang lebih rendah sangat penting untuk meningkatkan kinerja sumber elektron dan berkontribusi pada pengembangan material dan teknologi canggih yang dapat diterapkan secara praktis di berbagai bidang, seperti mikroskop elektron, ilmu akselerator, dan manufaktur semikonduktor. Saat ini, hexaboride lanthanum (LaB6) banyak digunakan untuk sumber elektron karena stabilitas dan daya tahannya yang tinggi. Untuk meningkatkan 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). Diagram skema mekanisme modulasi fungsi kerja dengan lapisan graphene dan hBN. Ketika Lab6 dan bahan pelapis bersentuhan melalui pelapisan, tingkat Fermi (EF) mereka menjadi sama. Dalam hal pelapisan LaB6 dengan graphene ((a), (b)), fungsi kerja W setelah pelapisan graphene lebih besar dari fungsi kerja awal LaB6, WLaB6. Sebaliknya pada kasus pelapisan hBN ((d), (e)), fungsi kerja W setelah pelapisan hBN lebih rendah dibandingkan WLaB.6. Gambar (c) dan (f) menunjukkan redistribusi muatan berdasarkan perhitungan prinsip pertama. (Gambar: Universitas Tohoku Mikroskopi elektron fotoemisi dan mikroskop elektron emisi termionik yang dilakukan oleh kelompok tersebut mengkonfirmasi fungsi kerja yang lebih rendah dibandingkan dengan mikroskop non-lapis dan graphene 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.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62980.php