Elektronová tryska vyrobená z běžné tuhy do mikrotužky
Vědci z brněnského Ústavu přístrojové techniky AV ČR (ÚPT), skupiny Elektronové litografie, ve spolupráci s kolegy z Vysokého učení technického v Brně (VUT), začátkem října publikovali objev, který využívá polymerní grafit jako nový materiál pro výrobu katod na bázi studené emise elektronů. „Tento kompozitní materiál, který se běžně používá pro výrobu náplní do mikrotužek, by v budoucnu pomohl nahradit dosud používané materiály a zlevnit tak výrobu zařízení, které ke své funkci elektronový svazek používají“, vysvětluje dr. Alexandr Knápek z ÚPT.
Polymerní grafit – moderní kompozitní materiál, který se běžně používá pro výrobu náplně do mikrotužek, se skládá z pojiva na bázi polymeru a z grafitových vloček, které obsahují až 80 % sp3 hybridizovaného uhlíku, což je materiál s velmi dobrou vodivostí, mechanicky odolný a do jisté míry elastický. Toho je dosaženo karbonizací směsi grafitu a polymerů na přírodní bázi (např. celulózy) za vysoké teploty bez přístupu vzduchu. „Obecně se dá říct, že je grafit nejstabilnější forma uhlíku za normální teploty a tlaku, jeho zásoby jsou značné a cena je v porovnání např. s dosud nejčastěji používaným woframem zlomková“, dodává Knápek.
Použití elektronové trysky v praxi představuje Dinara Sobola, z Ústavu fyziky FEKT VUT, která na výzkumu spolupracuje. „Elektronová tryska je vakuová součástka používaná v celé řadě zařízení, které ke své funkci používají elektronový svazek. Může se jednat např. o elektronový mikroskop, elektronový litograf, zdroj RTG záření (tzv. „rentgenka“) nebo i obyčejný „elektronkový“ CRT televizor“. Nejdůležitější součást elektronové trysky je tzv. katoda. Z katody elektrony opouští povrch pevné látky a stávají se elektrony volnými, které jsou odsávány systémem elektrod a dále se pohybují prostorem ve vakuu. Výsledný svazek elektronů, který katoda emituje je ovlivněn především materiálem, ze kterého je katoda vyrobena, jejím tvarem a teplotou za které pracuje“, vysvětluje princip Sobola.
Funkci grafitové katody vědci ověřili v autoemisním mikroskopu (FEM), což je nejjednodušší typ elektronového mikroskopu navržený Erwinem Müllerem v r. 1936, který se v nejrůznějších modifikacích používá pro účely měření katod dodnes. Článek krom samotné funkčnosti diskutuje i stabilitu svazku, což je důležitý parametr pro nasazení katody do zařízení využívající fokusovaný elektronový svazek (např. elektronový mikroskop).
Článek vyšel v časopisu Metrology and Measurement Systems, který vydává Polská akademie věd a je dostupný online na:
http://journals.pan.pl/dlibra/publication/123895/edition/108096/content
Referenční osoby: Alexandr Knápek (ÚPT) a Dinara Sobola (VUT)
