Diamanten verzehntausendfachen Elektronenstrom

21. Dezember 2015, 09:02 Uhr
Diamanten verzehntausendfachen Elektronenstrom
Diamanten verzehntausendfachen Elektronenstrom
Bei Elektronenkanonen handelt es sich keinesfalls um futuristische Waffen, sondern um Bauteile, die oft in Anwendungen wie Elektronenmikroskope, bei der Produktion von Halbleitern und in Teilchenbeschleunigern eingesetzt werden. Wissenschaftler der Stanford University und des SLAC National Accelerator Laboratory haben eine Methode gefunden, um den Elektronenstrom zu vervielfachen, und zwar mit einer sehr dünnen Lage von Diamantoid, die auf die Spitze der Elektronenkanone aufgebracht wird.

Diamantoide sind sehr kleine Strukturen von Kohlen- und Wasserstoffatomen, die in einem Diamantkäfig angeordnet sind, also dem kleinstmöglichen Teil eines Diamanten mit einer Masse von nur einem Milliardstel Karat. Aufgrund der sehr kleinen Abmessungen und ihrer enormen chemischen Reinheit besitzen Diamantoide sehr interessante Eigenschaften, die man bei „echten“ Diamanten nicht antrifft.

Bei einer Elektronenkanone kann man die verfügbare Leistung unter anderem dadurch auf die Spitze treiben, indem man die Spitze so scharf wie möglich macht. Dadurch fällt es den Elektronen dann leichter, um aus dem Material zu treten. Eine solch scharfe Spitze ist aber normalerweise sehr instabil und schon die kleinste Unregelmäßigkeit hat Einfluss auf den Elektronenstrom. Bei den Untersuchungen wurde versucht, die Spitze der Elektronenkanone durch Nanostäbchen von Germaniumdraht zu ersetzen, die erst mit Goldlagen, dann mit Diamantoiden verschiedener Größe beschichtet wurden. Es stellte sich heraus, dass Diamantoide mit vier Diamantkäfigen den stärksten Effekt hervorriefen: Die Anzahl der abgegebenen Elektronen war 13.000 höher als bei einer rein goldenen Spitze.

Illustration: Karthik Narasimha/Stanford
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