Nanodiamanten schaffen verbesserte Feldemission

Forscher der Justus-Liebig-Universität Gießen und der Stanford University haben in Feldemissionsmessungen gezeigt, dass dünne Lagen nanometergroßer, diamantartiger Moleküle das Austreten von Elektronen aus Metallen deutlich erleichtern.

Dem internationalen Wissenschaftler-Team zufolge eröffnet die Entdeckung zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der hochaufgelösten Elektronenmikroskopie, Elektronenstrahllithografie, Festkörperleuchtmittel und vor allem in der Energieumwandlung. Seit langem versuchen Forscher, bessere Elektronenemitter für analytische Anwendungen und Displays zu entwickeln, doch hing diese sogenannte Feldemission immer sehr stark von der Struktur und Geometrie des Emitters ab. Vermindert wird diese Abhängigkeit durch die Beschichtung mit reaktiven Metallen wie Cäsium und Barium, die sich allerdings in Anwendungen verbieten.

Bekannt war, dass Diamant als organisch-chemisches Molekül ein guter Feldemitter ist. Somit lag es nahe, Metalle, die für die Feldemission verwendet werden, mit Diamantschichten zu versehen. Dieses Vorhaben ist technisch in großer Reinheit und Gleichmäßigkeit aber kaum zu realisieren. Die Forscher wichen deshalb auf nanometer-große und damit chemisch leicht veränderbare und gut zu verarbeitende Diamanten - sogenannte Nanodiamanten - aus und brachten sie als sehr homogene Schicht auf Metallen auf. Dabei gelang es, verschiedene Metalle mit solchen funktionalisierten Nanodiamanten zu beschichten und damit die Feldemission der Elektronen um den bisher größten je gemessenen Wert zu verbessern.

Die Ergebnisse wurden im Magazin Nature Nanotechnology veröffentlicht.

http://uni-giessen.de

http://stanford.edu