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長度為100μm的金剛石針狀物的底部進行照射，可以顯著增強金剛石針頂部的電子發(fā)射。利用照射光束來控制電子發(fā)射的這種新型技術(shù)未來或?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)部工作運行的。同時，光誘導(dǎo)金剛石針還可以在納秒的時間內(nèi)發(fā)射微微庫倫的電子束。實驗所觀察到的電流足以帶動一臺微型便攜式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)射電子的事實著實令人意外，因為一般情況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存在少許導(dǎo)電性。對此，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金剛石針的底部進行照射時，針頭頂部的電子發(fā)生呈明顯增強。這說明沿100μm長度的金剛石針存在某種長距傳送機制。
       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，一些激子被電場離子化并產(chǎn)生“熱電子”，通過針頭頂端進行發(fā)射。
       科學(xué)家們預(yù)測，這種發(fā)射電子的金剛石針未來可以為諸多設(shè)備提供潛在的優(yōu)勢。
       Porshyn說：根據(jù)X射線熒光光譜學(xué)，利用金剛石針的X射線源可以對未知材料的屬性進行研究探索。這種金剛石針還可以用作傳感器對光束進行監(jiān)測。
       下一步，研究人員將對這種金剛石針進行加熱，以此改善其光敏反應(yīng)；同時還將對其進行三極管設(shè)備的測試，這主要用于X射線源設(shè)備。（編譯：中國超硬材料網(wǎng)）