Wertvolles Elektronenkatapult

  • 10. December 2015

Funktionalisierung mit Nanodiamanten erhöht die Feldemission aus Metallen.

Ein weiterer Schritt in Richtung organischer Elektronik gelang einem Team aus Wissenschaftlern der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) und der Stanford University. Die Forscher konnten mit Feld­emissions­messungen zeigen, wie dünne Lagen nanometergroßer diamantartiger Moleküle das Austreten von Elektronen aus Metallen deutlich erleichtern. Die Entdeckung eröffnet zahlreiche Anwendungs­möglichkeiten im Bereich der hochauflösenden Elektronen­mikroskopie, Elektronen­strahl­lithographie, Festkörper­leucht­mittel und insbesondere in der Energie­umwandlung.

Abb.: Die Funktionalisierung mit Nanodiamanten erhöht die Feldemission deutlich. (Bild: K. T. Narasimha et al.)

Abb.: Die Funktionalisierung mit Nanodiamanten erhöht die Feldemission deutlich. (Bild: K. T. Narasimha et al.)

Seit langem versuchen Forscher, bessere Elektronen­emitter für analytische Anwendungen und Displays zu entwickeln, doch hing diese Feld­emission immer sehr stark von der Struktur und Geometrie des Emitters ab. Vermindert wird diese Abhängigkeit durch die Beschichtung mit reaktiven Metallen wie Cäsium und Barium, die sich allerdings in Anwendungen verbieten. Da seit langem bekannt war, dass Diamant als organisch-chemisches Molekül selbst ein guter Feldemitter ist, lag es nahe, gängige Metalle, die für die Feldemission verwendet werden, mit Diamantschichten zu versehen.

Dieses Vorhaben ist technisch in großer Reinheit und Gleichmäßigkeit aber kaum zu realisieren. Das Forscherteam aus Gießen und Stanford wich deshalb auf nanometer­große und damit chemisch leicht veränderbare und gut zu verarbeitende Diamanten – so genannte Nanodiamanten – aus und brachte sie als sehr homogene Schicht auf Metallen auf. Dabei gelang es, verschiedene Metalle mit solchen funktionalisierten Nanodiamanten zu beschichten und damit die Feld­emission der Elektronen um den bisher größten je gemessenen Wert zu verbessern.

U. Gießen / DE

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