Internacional. Un grupo de investigación internacional desarrolla una nueva tecnología de recubrimiento de superficies capaz de aumentar significativamente la emisión de electrones en los materiales.
Se espera que su avance mejore la producción de fuentes de electrones de alta eficiencia y conduzca a un mayor rendimiento en microscopios electrónicos, sistemas de litografía por haz de electrones e instalaciones de radiación de sincrotrón.
Los electrones libres son aquellos que no están ligados a un átomo o molécula específica, vagando libremente dentro de un material. Desempeñan un papel vital en una amplia gama de aplicaciones, desde fotorreactores y microscopios hasta aceleradores.
Una propiedad que mide el rendimiento de los electrones libres es la función de trabajo. La energía mínima requerida para que los electrones escapen de la superficie de un material al vacío.
Los materiales con una función de trabajo baja requieren menos energía para eliminar electrones y hacerlos libres para moverse, mientras que los materiales con una función de trabajo alta necesitan más energía para eliminar electrones.
Una función de trabajo más baja es fundamental para mejorar el rendimiento de las fuentes de electrones y contribuye al desarrollo de materiales y tecnologías avanzados que pueden tener aplicaciones prácticas en diversos campos, como la microscopía electrónica, la ciencia de los aceleradores y la fabricación de semiconductores.
Actualmente, el hexaboruro de lantano (LaB6) se emplea ampliamente para fuentes de electrones debido a su alta estabilidad y durabilidad. Para mejorar la eficiencia de LaB6, el grupo de investigación recurrió al nitruro de boro hexagonal (hBN), un compuesto químico versátil que es térmicamente estable, posee un alto punto de fusión y es muy útil en entornos hostiles.
"Descubrimos que recubrir LaB6 con hBN redujo la función de trabajo de 2,2 eV a 1,9 eV y aumentó la emisión de electrones", señaló Shuichi Ogawa, coautor del estudio y actual profesor asociado en la Universidad de Nihon (anteriormente en el Instituto de Investigación Multidisciplinaria de la Universidad de Tohoku). para Materiales Avanzados).
La microscopía electrónica de fotoemisión y la microscopía electrónica de emisión termoiónica realizadas por el grupo confirmaron la función de trabajo más baja en comparación con las regiones no recubiertas y recubiertas de grafeno.
De cara al futuro, Ogawa y sus colegas esperan perfeccionar la técnica de recubrimiento. "Todavía necesitamos desarrollar una técnica para recubrir hBN sobre la superficie no oxidada de LaB6, así como una forma de recubrir las fuentes de electrones de LaB6 con una forma triangular puntiaguda".
