Công nghệ phủ bề mặt mới tăng gấp bảy lần phát xạ điện tử của vật liệu

Ngày 12 tháng 2023 năm XNUMX (Tin tức Nanowerk) Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã phát triển một công nghệ phủ bề mặt mới có khả năng tăng đáng kể sự phát xạ điện tử trong vật liệu (Applied Physics Letters, “Work function lowering of LaB6 by monolayer hexagonal boron nitride coating for improved photo- and thermionic-cathodes”). Bước đột phá của họ dự kiến ​​sẽ cải thiện việc sản xuất các nguồn điện tử hiệu suất cao và dẫn đến tăng hiệu suất trong kính hiển vi điện tử, hệ thống in khắc chùm tia điện tử và cơ sở bức xạ synchrotron. Các điện tử tự do là những điện tử không liên kết với một nguyên tử hoặc phân tử cụ thể, tự do chuyển động bên trong vật liệu. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng, từ lò phản ứng quang và kính hiển vi đến máy gia tốc. Hình ảnh kính hiển vi điện tử quang phát xạ (PEEM) và kính hiển vi phát xạ điện tử nhiệt (TEEM) của LaB6 bề mặt được phủ bằng graphene (Gr) và hBN. Các vùng sáng trong hình ảnh cho thấy một số lượng lớn các điện tử phát ra. (Hình ảnh: Đại học Tohoku) Một đặc tính đo hiệu suất của các điện tử tự do là công năng: năng lượng tối thiểu cần thiết để các điện tử thoát ra khỏi bề mặt vật liệu vào chân không. Các vật liệu có công năng thấp cần ít năng lượng hơn để loại bỏ các electron và làm cho chúng tự do di chuyển; trong khi các vật liệu có công năng cao cần nhiều năng lượng hơn để loại bỏ các điện tử. Chức năng làm việc thấp hơn là rất quan trọng để nâng cao hiệu suất của các nguồn điện tử và góp phần phát triển các vật liệu và công nghệ tiên tiến có thể có ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như kính hiển vi điện tử, khoa học máy gia tốc và sản xuất chất bán dẫn. Hiện nay, hexaborua lanthanum (Lab6) được sử dụng rộng rãi cho các nguồn điện tử vì tính ổn định và độ bền cao. Để cải thiện 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). Một sơ đồ nguyên lý của cơ chế điều chế chức năng làm việc bằng lớp phủ graphene và hBN. Khi LaB6 và vật liệu phủ tiếp xúc với lớp phủ, mức Fermi (EF) của chúng trở nên bằng nhau. Trong trường hợp phủ LaB6 với graphene ((a), (b)), hàm công việc W sau khi phủ graphene lớn hơn hàm công việc ban đầu của LaB6, WLaB6. Mặt khác, trong trường hợp lớp phủ hBN ((d), (e)), chức năng làm việc W sau lớp phủ hBN thấp hơn WLaB6. Hình (c) và (f) cho thấy sự phân phối lại điện tích bằng phép tính nguyên tắc đầu tiên. (Hình ảnh: Kính hiển vi điện tử phát quang và kính hiển vi điện tử phát xạ nhiệt của Đại học Tohoku do nhóm thực hiện đã xác nhận chức năng làm việc thấp hơn so với kính hiển vi không phủ và 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.”

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoAiStream. Thông minh dữ liệu Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Đúc kết tương lai với Adryenn Ashley. Truy cập Tại đây.
• Mua và bán cổ phần trong các công ty PRE-IPO với PREIPO®. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62980.php