Jämförelse mellan den nyligen utvecklade LaB6-nanotrådsfältemissionselektronkällan och den konventionella elektronkällan. Användningen av den nya elektronsändaren möjliggjorde utvecklingen av källan till ultraljusa elektronstrålar, med deras energispridning som två tredjedelar av energispridningen i samband med en samtida elektronemitter.
Forskare vid National Institute for Materials Science - Han Zhang, Seniorforskare, Spin Characterization Group, och Jie Tang, Gruppledare för den endimensionella nanomaterialgruppen, Materialbehandlingsenhet, och medarbetare utvecklade teknik för att tillverka lantanhexaborid (LaB6) enkristalliga nanotrådar med ren yta, en lovande elektronkälla för kallfältemission för elektronmikroskop och andra enheter, och därigenom förbättrade elektronkällans prestanda och stabilitet. Vidare, genom att installera den nya elektronkällan i ett svepelektronmikroskop, de lyckades få högupplösta bilder, visar att elektronkällan faktiskt kan fungera som en källa för ultraljusa elektronstrålar för elektronmikroskop.
För att öka den rumsliga upplösningen för elektronmikroskop, det är nödvändigt att erhålla ultraljusa och mycket koherenta elektronstrålar genom att snävt fokusera en stor mängd elektroner som sänds ut från en elektronkälla. För närvarande, elektronmikroskop med hög upplösning är utrustade med nålliknande volfram som en elektronkälla. För att öka mikroskopets rumsliga upplösning ännu högre, ansträngningar hade gjorts för att utveckla en elektronkälla för fältemission med hjälp av LaB6, som avger elektroner lättare än volfram. Dock, syntesen av nanotrådar - ett krav för utveckling av en fältemissionselektronkälla - med hjälp av LaB6 var utmanande eftersom detta mycket hårda material var svårt att hantera.
I samarbete med Dr Lu-Chang Qin, professor vid University of North Carolina på Chapel Hill i USA, forskargruppen lyckades tillverka elektronkällan som består av en LaB6 -nanotråd genom att använda kemisk ångavsättning. Vidare, forskargruppen utvecklade teknik för att rengöra ytan på LaB6 -nanotråden, vilket ledde till förbättringen av elektronemissionsegenskaper och elektronkällans stabilitet. Forskargruppen bekräftade att den nyutvecklade LaB6 nanotrådelektronkällan kunde producera mycket koherenta elektronstrålar, som var 100 gånger ljusare och hade en energispridning på två tredjedelar jämfört med den nuvarande volframelektronkällan. Teamet verifierade också att när elektronkällan installerades i ett fältemissionselektronmikroskop, dess elektronströmstäthet var 1, 000 gånger större än de konventionella elektronkällorna och det varade i 5 timmars användning utan dämpning i emissionsströmmen. Dessutom, laget observerade faktiskt prover med ett elektronmikroskop utrustat med LaB6 nanotrådselektronkälla, och erhöll elektronmikroskopibilder med en upplösning högre än den konventionella standardnivån.
LaB6 nanotråds elektronkälla kan enkelt installeras i enheter genom att helt enkelt byta ut den konventionella volframelektronpistolen (elektronkällan) mot den. I framtiden, teamet planerar att arbeta med praktisk användning och kommersialisering av LaB6 nanotrådens elektronkälla genom gemensam forskning med industriella partner.
