Multiphotonen-Elektronenemission von Diamant-beschichteten Nanospitzen: in Physical Review Letters erschienen
Diamant ist ein hochinteressantes Material für Elektronenquellen, da es nicht nur mechanisch robust, chemisch inert und thermisch leitfähig ist, sondern auch eine negative Elektronenaffinität besitzt – wenn die Oberfläche mit Wasserstoff abgesättigt ist. Durch diese Besonderheit hat Diamant eine niedrige Austrittsarbeit und kann eine deutlich höhere Quanteneffizienz zeigen als Materialen mit positiver Elektronenaffinität – d.h. fast alle anderen Materialien. Nach der Herstellung von Nanodiamant-beschichteten Wolframspitzen charakterisieren wir in unserer aktuellen Veröffentlichung die Fotoemission von Elektronen aus der Spitze durch Beleuchtung mit ultrakurzen Laserpulsen. Durch die hohe Photonendichte von Femtosekunden-Laser-Pulsen wird Elektronenemission durch Multiphotonen-Absorption möglich. Wir messen die Anzahl der benötigten Photonen pro emittiertem Elektron bei verschiedenen Wellenlängen und können dadurch spezifische Emissionskanäle im komplizierten Banddiagramm der vorliegenden Heterostruktur identifizieren. Zusätzlich charakterisieren wir die potentielle Anwendung der beschichteten Spitzen als ultraschnelle Elektronenquellen. Wir beobachten, dass die Brillanz bereits vergleichbar mit heutzutage in z. B. Elektronenmikroskopen verwendeten Quellen ist und die Stabilität sogar besser.