En ultralys og meget sammenhængende elektronkilde udviklet til elektronstråleanalyseinstrument

Forskere ved National Institute for Materials Science - Han Zhang, Seniorforsker, Spin karakteriseringsgruppe, og Jie Tang, Gruppeleder for One-Dimensional Nanomaterials Group, Materialebehandlingsenhed, og samarbejdspartnere udviklede teknologi til at fremstille lanthanhexaborid (LaB6) enkeltkrystal nanotråde med ren overflade, en lovende koldfelt-emissionselektronkilde til elektronmikroskoper og andre enheder, og derved forbedret ydeevnen og stabiliteten af ​​elektronkilden. Desuden, ved at installere den nye elektronkilde i et scanningselektronmikroskop, de har opnået billeder i høj opløsning, demonstrerer, at elektronkilden faktisk kan tjene som en kilde til ultra-lyse elektronstråler til elektronmikroskoper.

For at øge den rumlige opløsning af elektronmikroskoper, det er nødvendigt at opnå ultra-lyse og meget kohærente elektronstråler ved snævert at fokusere en stor mængde elektroner udsendt fra en elektronkilde. På nuværende tidspunkt højopløsningselektronmikroskoper er udstyret med nålelignende wolfram som elektronkilde. For at øge mikroskopets rumlige opløsning endnu højere, der var blevet gjort en indsats for at udvikle en feltemissionselektronkilde ved hjælp af LaB6, som udsender elektroner lettere end wolfram. Imidlertid, syntesen af ​​nanotråde - et krav til udvikling af en feltemissionselektronkilde - ved hjælp af LaB6 var udfordrende, fordi dette meget hårde materiale var svært at håndtere.

I samarbejde med Dr. Lu-Chang Qin, en professor ved University of North Carolina i Chapel Hill i USA, forskerholdet lykkedes med at fremstille elektronkilden bestående af en LaB6 nanotråd ved at anvende kemisk dampaflejring. Desuden, forskerholdet udviklede teknologi til at rense overfladen af ​​LaB6 nanotråden, hvilket førte til forbedringen i elektronemissionskarakteristika og stabiliteten af ​​elektronkilden. Forskerholdet bekræftede, at den nyudviklede LaB6 nanowire elektronkilde var i stand til at producere meget sammenhængende elektronstråler, som var 100 gange lysere og havde en energispredning på to tredjedele sammenlignet med den nuværende wolframelektronkilde. Holdet bekræftede også, at når elektronkilden blev installeret i et feltemissionselektronmikroskop, dens elektronstrømtæthed var 1, 000 gange større end de konventionelle elektronkilder, og det varede 5 timers brug uden dæmpning i emissionsstrømmen. I øvrigt, holdet observerede faktisk prøver ved hjælp af et elektronmikroskop udstyret med LaB6 nanowire elektronkilden, og opnåede elektronmikroskopibilleder med en opløsning højere end det konventionelle standardniveau.

LaB6 nanotrådselektronkilden kan nemt installeres i enheder ved blot at udskifte den konventionelle wolframelektronpistol (elektronkilde) med den. I fremtiden, holdet planlægger at arbejde på praktisk brug og kommercialisering af LaB6 nanowire elektronkilden gennem fælles forskning med industrielle partnere.