一个国际研究小组开发了一种新的表面涂层技术，能够显着增加材料中的电子发射。他们的突破有望提高高效电子源的生产，并提高电子显微镜、电子束光刻系统和同步辐射设备的性能。
自由电子是那些不与特定原子或分子结合的电子，它们在材料中自由游荡。它们在从光反应器和显微镜到加速器的广泛应用中发挥着至关重要的作用。
衡量自由电子性能的一个属性是功函数：电子从材料表面逃逸到真空中所需的最小能量。功函数低的材料需要较少的能量来去除电子并使它们自由移动;而具有高功函数的材料需要更多的能量来去除电子。较低的功函数对于提高电子源的性能至关重要，并有助于开发可在电子显微镜、加速器科学和半导体制造等各个领域具有实际应用的先进材料和技术。
目前，六硼化镧(LaB6)由于其高稳定性和耐用性而被广泛用于电子源。为了提高 LaB6 的效率，研究小组转向了六方氮化硼 (hBN)，这是一种热稳定、熔点高且在恶劣环境中非常有用的多功能化合物，
“我们发现用 hBN 涂层 LaB6 将功函数从 2.2 eV 降低到 1.9 eV 并增加了电子发射，”该研究的共同作者和日本大学现任副教授 Shuichi Ogawa 说(以前在东北大学多学科研究所工作)先进材料)。
该小组进行的光电子显微镜和热电子发射电子显微镜证实，与未涂层和石墨烯涂层区域相比，功函数较低。
展望未来，Ogawa 和他的同事们希望磨练涂层技术。“我们仍然需要开发一种将 hBN 涂层到 LaB6 未氧化表面的技术，以及一种将 LaB6 电子源涂层成尖三角形的方法。”
该小组研究的详细信息发表在2023 年 4 月 3 日的《应用物理快报》杂志上。