Agulhas de diamantes iluminadas com laser emitem mais elétrons

Pela primeira vez, pesquisadores demonstraram que iluminar com laser uma agulha de diamante pode aumentar significativamente a emissão de elétrons pela ponta da agulha. A habilidade de controlar a emissão de elétrons com luz tem aplicações em fontes de raio-X portáteis, microscópios eletrônicos e sensores.

Um artigo sobre a descoberta foi publicado na revista Applied Physics Letters. “Nossa pesquisa mostra como a energia e o transporte de carga funciona em uma agulha de diamante em geral”, explicou o pesquisador V. Porshyn ao Phys.org. “Também mostramos que uma agulha de diamante fotoestimulada é capaz de emitir conjuntos de elétrons picocoulomb com nanossegundos. Além disso, a corrente observada é suficiente para operar uma fonte portátil de raio-X. Em um caso ideal, o aparelho pode ser do tamanho de uma caneta”

“Você pode descobrir a natureza de um material desconhecido com uma fonte de raio-X usando uma agulha de diamante. Se você colocar a agulha como cátodo em um microscópio eletrônico, você consegue alcançar uma resolução melhor porque você tem uma resolução de pontos mais eficiente. Claro que você pode usar a agulha como sensor para detectar luz também”, aponta ele.

O fato de diamantes emitirem elétrons é surpreendente, já que o material é isolante. Mas os pesquisadores descobriram que, mesmo sem exposição à iluminação, as agulhas de diamante têm uma pequena condutividade elétrica à temperatura ambiente. Essa condutividade é atribuída a defeitos do material.

Quando os pesquisadores iluminaram a base das agulhas de diamante em vácuo com um laser de pulso de nanossegundo, a emissão da ponta das agulhas aumentou significativamente.