p Os fotocátodos que produzem feixes de elétrons para microscópios eletrônicos e aceleradores avançados podem ser atualizados e reconstruídos repetidamente sem abrir os dispositivos que dependem deles, desde que os materiais emissores de elétrons sejam depositados em camadas de carbono com a espessura de um único átomo, conhecidas como grafeno, de acordo com um novo estudo publicado na revista Cartas de Física Aplicada . p "As máquinas que dependem desses emissores de elétrons normalmente operam sob alto vácuo, "disse o físico do Laboratório Nacional de Los Alamos, Hisato Yamaguchi." Ao escolher o grafeno em vez de materiais como silício ou molibdênio, que tendem a degradar durante o uso, podemos limpar o substrato e redepositar materiais emissores de elétrons sem abrir o vácuo. Isso pode reduzir drasticamente o tempo de inatividade e o trabalho envolvido na substituição de fotocátodos. "

p Os pesquisadores estudaram fotocátodos feitos de antimoneto de césio e potássio, que emitem elétrons de forma eficiente quando iluminados com alta potência, luz laser verde. A eficiência do fotocátodo diminui com o uso, e os fotocátodos devem ser substituídos ou renovados com o material emissor de elétrons eliminado e substituído in situ. Quando os pesquisadores renovaram fotocátodos em substratos de silício ou molibdênio, que são materiais comuns para tais dispositivos, o desempenho do fotocátodo degradado a cada ciclo. Seguir o mesmo procedimento com o grafeno servindo como substrato resultou em emissão de elétrons uniformemente alta, e outra vez.

p Os pesquisadores propuseram que a resiliência dos fotocátodos depositados nas superfícies de grafeno era devido à ligação mais fraca entre os átomos emissores e a camada de carbono subjacente. Cálculos numéricos baseados nas propriedades do material dos emissores e grafeno foram consistentes com a hipótese.

p Os autores concluíram seu estudo afirmando, "Nossos resultados fornecem uma base para a base de grafeno, substratos reutilizáveis ​​para fotocátodos semicondutores de alta [eficiência quântica]. "

p Além de Yamaguchi de Los Alamos, colaboradores incluíram pesquisadores das instituições japonesas da Universidade de Nagoya, a Organização de Pesquisa do Acelerador de Alta Energia (KEK), os Institutos Nacionais de Ciências Naturais, e a Universidade de Hiroshima.

p A pesquisa foi publicada em 22 de junho na revista. Cartas de Física Aplicada .