Emitenți de electroni din carbon nanostructurat și aplicațiile lor

Titlul original:

Nanostructured Carbon Electron Emitters and Their Applications

Conținutul cărții:

Carbonul formează o varietate de alotropi (structuri) datorită hibridizării diverse a orbitalilor electronilor s și p, grafitul consacrat (structură bidimensională) și diamantul (rețea tridimensională), forme noi cum ar fi fullerenul C60 (structură în cușcă), nanotubul (structură cvasi-unidimensională), grafenul (rețea cu adevărat bidimensională) și carbyne (lanț cu adevărat unidimensional). Familia de noi alotropi (fulleren, nanotub, grafen, carbyne) este denumită "carbon nanostructurat" sau "nanocarbon". Aceștia prezintă proprietăți extreme, de exemplu, rezistență mecanică foarte mare, mobilitate foarte mare a purtătorilor de sarcină, conductivitate termică ridicată etc., atrăgând astfel o atenție considerabilă pentru aplicațiile electronice și mecanice, precum și în știința materialelor de bază pentru explorarea unor noi fizici și chimii.

Nanotuburile de carbon (CNT) și grafenul posedă proprietăți excelente ca emițători de câmp de electroni datorită proprietăților lor excelente. Sursele de electroni sunt importante într-o gamă largă de domenii, de la fizica fundamentală și instrumentele științifice la aplicații medicale și industriale. CNT și grafenul sunt unice ca emițătoare de câmp și oferă mai multe beneficii în comparație cu catozii tradiționali (de exemplu, termionici și fotocatozi). Emisia de câmp produce curenți de electroni foarte intensi de pe o suprafață mică, cu o dispersie îngustă a energiei, oferind un fascicul de electroni foarte coerent. Combinația dintre intensitatea mare a curentului, dimensiunea redusă a sursei și distribuția îngustă a energiei nu numai că ne oferă cele mai luminoase surse de electroni, dar explorează și un nou domeniu de cercetare legat de fasciculul de electroni.

Această carte descrie progresele recente ale cercetărilor privind emițătorii de electroni de câmp nanocarbonici, de la proprietăți fundamentale la aplicații promițătoare, de exemplu, surse de raze X, dispozitive electronice în vid, propulsoare spațiale etc.