De nouveaux acteurs pour une meilleure imagerie

Une imagerie et des dispositifs électroniques de pointe requièrent le développement de sources d'électrons efficaces. Dans la recherche de nouvelles cathodes capables de produire un flux d'électrons solide avec une faible consommation d'énergie, les matériaux en carbone ont attiré l'attention. En raison de leurs propriétés d'émission de champ extraordinaires, le contrôle de la morphologie et des propriétés des électrons des espèces de nanocarbone devraient entrouvrir de nombreuses nouvelles opportunités dans cette direction.

Avec le financement par l'UE du projet FANCEE («Fundamentals and applications of nano-carbon electron emitters»), les scientifiques offrent une nouvelle vision des propriétés fondamentales et du potentiel d'application des matériaux basés sur le nanocarbone. FANCEE cherche notamment à révéler les mécanismes fondamentaux de la thermionique et des émissions d'électrons assistées par laser de ces matériaux. Établir une relation entre les propriétés structurelles et les propriétés d'émission des électrons devrait permettre aux scientifiques d'obtenir des sources d'émission stables et efficaces. Cela permettra également de créer des pistolets à électrons solides et des sources de lumière cathodoluminescentes efficaces.

Les scientifiques ont démontré que la courbure nanométrique de l'apex à pointe diamant permet de concevoir une nouvelle catégorie de pistolets à électrons hautement performants. La technique de dépôt de vapeur chimique développée a permis la production de graphène à film fin sur grande surface qui peut être utilisé pour différents dispositifs optoélectroniques.

Grâce à des données expérimentales, FANCEE a déterminé les caractéristiques d'émission de champ des cathodes de nano-carbone avec différentes propriétés morphologiques, de composition et structurelles. Les régimes thermioniques et d'émission de champ et leurs transformations mutuelles ont également été étudiés pour différents films carbone.

Sauf pour les émissions thermioniques, les scientifiques ont également étudié les émissions de champ assistées par laser en irradiant les matériaux à base de graphène avec des impulsions ultra-courtes. Les résultats de l'étude ont été utilisés pour expliquer les résultats expérimentaux obtenus des cathodes de nano-graphite et nanotube de carbone.

Des prototypes d'une lampe cathodoluminescente et d'un tube de rayons X ont été développés avec succès. Le prototype de pistolet à électrons embarqué est actuellement utilisé dans un satellite.

FANCEE a produit de nombreux rapports et organisé une série de réunions et ateliers pour diffuser ses résultats. Le projet devrait offrir une nouvelle vision fondamentale des propriétés d'émission de champ extraordinaires des structures de nano-carbone.