Ученым удалось получить катод для электронного микроскопа из наноматериала

Автоэмиссионную пушку на основе нанопроволоки из гексаборида лантана (LaB₆) для просвечивающего электронного микроскопа разработали исследователи из Национального института материаловедения (NIMS) и JEOL Ltd, 10 декабря сообщает журнал Nature Nanotechnology.

Просвечивающий электронный микроскоп с коррекцией аберрации (ТЕМ) позволяет проводить наблюдения с атомным разрешением при энергетическом разрешении 0,2 эВ — самом высоком разрешении, когда-либо зарегистрированном для немонохроматических электронных пушек.

Более 20 лет предпринимались безуспешные попытки разработать автоэмиссионные пушки с использованием теоретически высокоэффективных наноматериалов. Было обнаружено, что сложно интегрировать автоэмиссионную пушку на основе наноматериалов в электронный микроскоп без ущерба для ее физических свойств, срока жизни и стабильности. По этой причине используемые в настоящее время автоэмиссионные пушки все еще оснащены вольфрамовыми иглами, разработанными более полувека назад.

В новой работе ученые разработала методы химического синтеза и выращивания монокристаллических нанопроволок высокой чистоты из LaB₆, которые, как известно, являются отличным материалом для горячего катода с электронной эмиссией.

Новый катод на основе нанопроволок LaB₆ имеет ряд преимуществ. У него относительно умеренные требования к условиям вакуума, очень высокая стабильность тока, низкое рабочее напряжение, узкая ширина распределения энергии электронного пучка и высокая яркость.

Этот источник электронов может быть применим для разработки автоэмиссионных электронных микроскопов следующего поколения с более высоким пространственным и энергетическим разрешением — потенциально ценных инструментов в области полупроводников и медицины.