Emettitori di elettroni al carbonio nanostrutturati e loro applicazioni

Titolo originale:

Nanostructured Carbon Electron Emitters and Their Applications

Contenuto del libro:

Il carbonio forma una varietà di allotropi (strutture) dovuti alla diversa ibridazione degli orbitali degli elettroni s e p, come la storica grafite (struttura bidimensionale) e il diamante (rete tridimensionale), e nuove forme come il fullerene C60 (struttura a gabbia), il nanotubo (struttura quasi monodimensionale), il grafene (rete veramente bidimensionale) e il carbyne (catena veramente monodimensionale). La famiglia dei nuovi allotropi (fullerene, nanotubo, grafene, carbyne) è chiamata "carbonio nanostrutturato" o "nanocarbonio". Presentano proprietà estreme, come ad esempio un'elevatissima resistenza meccanica, un'altissima mobilità dei portatori di carica, un'elevata conducibilità termica e così via, attirando così una notevole attenzione per le applicazioni elettroniche e meccaniche e per la scienza dei materiali di base per l'esplorazione di nuova fisica e chimica.

I nanotubi di carbonio (CNT) e il grafene possiedono eccellenti proprietà come emettitori di campi di elettroni. Le sorgenti di elettroni sono importanti in un'ampia gamma di settori, dalla fisica di base agli strumenti scientifici, fino alle applicazioni mediche e industriali. I CNT e il grafene sono unici come emettitori di campo e offrono diversi vantaggi rispetto ai catodi tradizionali (ad esempio, termionici e fotocatodi). L'emissione di campo produce correnti di elettroni molto intense da una piccola superficie con una diffusione energetica ridotta, fornendo un fascio di elettroni altamente coerente. La combinazione di corrente elevata, dimensioni ridotte della sorgente e distribuzione stretta dell'energia non solo ci fornisce le sorgenti di elettroni più luminose, ma esplora anche un nuovo campo di ricerca relativo ai fasci di elettroni.

Questo libro descrive i recenti progressi delle ricerche sugli emettitori di elettroni di campo a nanocarbonio, dalle proprietà fondamentali alle promettenti applicazioni, ad esempio sorgenti di raggi X, dispositivi elettronici sotto vuoto, propulsori spaziali e così via.