La nuova tecnologia di rivestimento superficiale aumenta l'emissione di elettroni dei materiali, portando a maggiori prestazioni nei microscopi elettronici.
Un gruppo di ricerca internazionale ha sviluppato una nuova tecnologia di rivestimento superficiale in grado di aumentare significativamente l'emissione di elettroni nei materiali, migliorando così la produzione di sorgenti di elettroni ad alta efficienza e portando a maggiori prestazioni nei microscopi elettronici, nei sistemi di litografia a fascio di elettroni e nelle strutture di radiazione di sincrotrone.
Gli elettroni liberi non sono legati a uno specifico atomo o molecola, quindi si muovono liberamente all'interno di un materiale e svolgono un ruolo fondamentale in un'ampia gamma di applicazioni, dai fotoreattori e microscopi agli acceleratori. La loro bassa funzione lavoro, ossia l'energia minima richiesta per fuoriuscire dalla superficie di un materiale nel vuoto, è fondamentale per migliorare le prestazioni delle sorgenti di elettroni e contribuire allo sviluppo di materiali e tecnologie avanzate.
Attualmente, l'esaboruro di lantanio (LaB6) è ampiamente utilizzato per le sorgenti di elettroni a causa della sua elevata stabilità e durata. Per migliorarne l'efficienza, il gruppo di ricerca si è concentrato sul nitruro di boro esagonale (hBN), un composto chimico versatile che è termicamente stabile, possiede un punto di fusione elevato ed è molto utile in ambienti difficili.
“Abbiamo scoperto che ricoprire LaB6 con hBN abbassava la funzione lavoro da 2,2 eV a 1,9 eV e aumentava l'emissione di elettroni. La microscopia elettronica a fotoemissione (PEEM) e la microscopia elettronica a emissione termoionica (TEEM) eseguite sulla superficie di LaB6
ricoperta con grafene e hBN hanno confermato la funzione di lavoro inferiore rispetto alle regioni non rivestite o rivestite solo con grafene”, ha affermato Shuichi Ogawa, co-autore dello studio e professore associato presso la Nihon University. “Con i miei colleghi speriamo ora di poter affinare la tecnica di rivestimento. Dobbiamo ancora sviluppare una tecnica per applicare hBN sulla superficie non ossidata di LaB6, nonché un modo per rivestire le sorgenti di elettroni LaB6 con una forma triangolare appuntita”.