Applied Physics Letters近日發(fā)表文章，稱科學(xué)家利用針狀金剛石首次實(shí)現(xiàn)電子發(fā)射。

       V. Porshyn在該研究中指出：利用納秒脈沖激光對(duì)長(zhǎng)度為100μm的金剛石針狀物的底部進(jìn)行照射，可以顯著增強(qiáng)金剛石針頂部的電子發(fā)射。利用照射光束來(lái)控制電子發(fā)射的這種新型技術(shù)未來(lái)或?qū)⒂糜诒銛y式X射線源、電子顯微鏡和傳感器等。
       Porshyn介紹道：我們的研究展示了能量和電荷是如何在金剛石針內(nèi)部工作運(yùn)行的。同時(shí)，光誘導(dǎo)金剛石針還可以在納秒的時(shí)間內(nèi)發(fā)射微微庫(kù)倫的電子束。實(shí)驗(yàn)所觀察到的電流足以帶動(dòng)一臺(tái)微型便攜式X射線源設(shè)備；理想條件下，這種X射線源設(shè)備能夠像一支鋼筆那么小。
       發(fā)現(xiàn)金剛石可以發(fā)射電子的事實(shí)著實(shí)令人意外，因?yàn)橐话闱闆r下大塊的金剛石都為電絕緣體。而該研究發(fā)現(xiàn)即便不受光束的照射，在室溫下金剛石針也會(huì)存在少許導(dǎo)電性。對(duì)此，研究者將其歸結(jié)為材料缺陷的緣故。
       當(dāng)工作人員利用納秒脈沖激光對(duì)金剛石針的底部進(jìn)行照射時(shí)，針頭頂部的電子發(fā)生呈明顯增強(qiáng)。這說(shuō)明沿100μm長(zhǎng)度的金剛石針存在某種長(zhǎng)距傳送機(jī)制。
       研究者認(rèn)為束縛態(tài)的電子和空穴，也即激子，提供了這種潛在的傳送機(jī)制。激子被激光能量激活后沿著金剛石針傳播。其中，一些激子被電場(chǎng)離子化并產(chǎn)生“熱電子”，通過(guò)針頭頂端進(jìn)行發(fā)射。
       科學(xué)家們預(yù)測(cè)，這種發(fā)射電子的金剛石針未來(lái)可以為諸多設(shè)備提供潛在的優(yōu)勢(shì)。
       Porshyn說(shuō)：根據(jù)X射線熒光光譜學(xué)，利用金剛石針的X射線源可以對(duì)未知材料的屬性進(jìn)行研究探索。這種金剛石針還可以用作傳感器對(duì)光束進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
       下一步，研究人員將對(duì)這種金剛石針進(jìn)行加熱，以此改善其光敏反應(yīng)；同時(shí)還將對(duì)其進(jìn)行三極管設(shè)備的測(cè)試，這主要用于X射線源設(shè)備。（編譯：中國(guó)超硬材料網(wǎng)）