Ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» разработали катод для электронной пушки растровых электронных микроскопов высокого разрешения.

Разработка основана на применении модифицированной поверхности вольфрама, обработанной в плазменной установке ПЛМ (плазменный линейный мультикасп).

Суть технологии состоит в создании на поверхности вольфрама тонких волокон диаметром от 20 до 40 нанометров и длиной 300-400 нанометров. Когда на катод подается электрическое поле высокого напряжения (от 1 до 7 килловольт), созданные волокна начинают испускать электроны без предварительного нагрева благодаря явлению полевой эмиссии.

В отличие от традиционных катодов, которые изготавливаются из тонкой вольфрамовой проволоки с припаянным одиночным кристаллом вольфрама, новая разработка использует вольфрам с модифицированной наноструктурированной поверхностью. Это значительно упрощает процесс производства.

Разработка может быть использована в микроэлектронике, материаловедении, биологии и других областях, где требуется детальное изучение структуры материалов на наноуровне.

«Наука движется вперёд благодаря смелым идеям и упорной работе. Сегодня мы демонстрируем, как фундаментальные знания превращаются в решения, способные изменить будущее. Целый ряд наукоемких отраслей, таких как микроэлектроника, материаловедение и биология, получат новый инструмент, который одновременно мощнее, надёжнее и дешевле», — отметил ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев.

Экспериментальные испытания показали впечатляющие результаты. Ток электронной эмиссии с нового катода достигал 5 микроампер, для сравнения: традиционные катоды обеспечивают ток пучка не более 0,1 микроампера. Более широкий диапазон тока пучка электронов создаёт необходимый запас надёжности работы катода, стабильности и яркости получаемых изображений поверхности материалов.

Исследования проводятся под руководством профессора Сергея Федоровича на кафедре Общей физики и ядерного синтеза НИУ «МЭИ». В настоящее время научный коллектив работает над внедрением полученных результатов.

Справка

Плазменный линейный мультикасп (ПЛМ) — это установка для обработки материалов, которая использует плазму (ионизированный газ).

Полевая эмиссия — это явление, при котором электроны вырываются из материала под воздействием сильного электрического поля, без нагрева.​

Источник информации: НИУ «МЭИ»

Источник фото: ru.123rf.com

Разместила Наталья Сафронова