Zahlavi

V Brně vyrobili elektronovou trysku z běžné tuhy do mikrotužky

V Brně vyrobili elektronovou trysku z běžné tuhy do mikrotužky

Mon Oct 15 09:21:56 CEST 2018

Vědci z brněnského Ústavu přístrojové techniky AV ČR, skupiny Elektronové litografie, ve spolupráci s kolegy z Vysokého učení technického v Brně (VUT) zveřejnili objev, který využívá polymerní grafit jako nový materiál pro výrobu elektronových trysek, přesněji řečeno katod na bázi studené emise elektronů. Objev by mohl vést ke zlevnění některých přístrojů, jako jsou elektronové mikroskopy či CRT televizory.

Polymerní grafit se běžně používá pro výrobu náplní do mikrotužek. Skládá se z pojiva na bázi polymeru a z grafitových vloček, které obsahují až 80 % 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 grafit je za normální teploty a tlaku nejstabilnější forma uhlíku, jeho zásoby jsou značné a cena je v porovnání např. s dosud nejčastěji používaným wolframem zlomková,“ vysvětluje dr. Alexandr Knápek z Ústavu přístrojové techniky. „Tento kompozitní materiál by v budoucnu pomohl nahradit dosud používané materiály a zlevnit tak výrobu zařízení, ve kterých se elektronový svazek používá,“ 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 součástí elektronové trysky je tzv. katoda. Z katody elektrony opouštějí 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 Dinara Sobola.

Funkci grafitové katody vědci ověřili v autoemisním mikroskopu (FEM), což je nejjednodušší typ elektronového mikroskopu navržený Erwinem Müllerem v roce 1936, který se v nejrůznějších modifikacích používá pro účely měření katod dodnes. Článek kromě 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 on-line (http://journals.pan.pl/dlibra/publication/123895/edition/108096/content).

Připravili: Pavla Schieblová, Ústav přístrojové techniky AV ČR, a Milan Pohl, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Foto: Ústav přístrojové techniky AV ČR