Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Elektronen met een energie van 10,9 elektronvolt brengen enkele en twee- en driedubbele laagjes grafeen in kaart.

Laagjes gestapeld grafeen kunnen werken als een spiegel voor bundels van elektronen. Dat ontdekten natuurkundigen Daniël Geelen en collega's, met een nieuw type elektronenmicroscoop. In het vakblad Physical Review Letters beschrijven ze het resultaat, dat zou kunnen leiden tot optische instrumenten voor elektronenbundels in plaats van licht.

eV-TEM, zo noemen Geelen en collega's de nieuwe techniek. Het is een variant op de elektronenmicroscoop, waarbij bundels van elektronen worden afgevuurd op het preparaat dat in beeld gebracht moet worden.

Langzame elektronen
Volgens de quantummechanica zijn elektronen net zo goed golven als zichtbaar licht, alleen met een veel kortere golflengte. Dus zijn met behulp van elektronen kleinere details in beeld te brengen dan met een lichtmicroscoop. Het nadeel is wel dat de elektronen een preparaat op den duur beschadigen.

Dat is een van de redenen dat Daniël Geelen, Johannes Jobst, Sense Jan van der Molen en Rudolf Tromp ‘langzame' elektronen gebruiken, met lage energieën van enkele elektronvolts (eV, vandaar de eV in ‘eV-TEM) in plaats van de gebruikelijke tien- of honderdduizenden elektronvolts.

Elektronen in beeld brengen
De groep beschikt sinds 2010 over een door Tromp bij IBM ontwikkelde LEEM (Low Energy Electron Microscope), die de terugkaatsende elektronen in beeld brengt. Geelen breidde de opstelling uit door ook de elektronen in beeld te brengen die door het preparaat heenschieten, de ‘transmissie'. Daarmee werd het apparaat ook een Transmissie Elektronen Microscoop (eV-TEM).

Elektronen in grafeen
Een van de eerste onderzochte materialen is grafeen, de tweedimensionale variant van koolstof in een kippengaas-achtig moleculair patroon van zeshoeken. De onderzoekers schoten de langzame elektronen af op enkele, dubbele en driedubbele laagjes grafeen, en brachten zo de transmissie in beeld.

‘Er is veel onderzoek geweest naar hoe elektronen zich gedragen binnenin grafeenlagen, maar nauwelijks naar hoe ze bewegen tussen verschillende lagen,' vertelt Sense Jan van der Molen.

Theorie getoetst
Een theoretisch model uit de jaren zeventig voorspelt dat langzame elektronen gemakkelijk door dunne lagen heenschieten, omdat ze nauwelijks interacties aangaan met de elektronen in die laagjes. Naarmate de energie en de snelheid van de elektronen wordt opgevoerd, nemen de interacties toe, waardoor er steeds minder elektronen door het preparaat heenkomen. Deze ‘universele curve' zou gelden ongeacht het materiaal.

Grafeen als spiegel
Maar de Leidse natuurkundigen zagen iets heel anders. Bij specifieke elektronenenergieën maten ze scherpe dalen in de transmissie, die overeenkwamen met pieken in de reflectie. ‘Voor elektronen met bepaalde energieën werkt het grafeen als een spiegel,' zegt Van der Molen.

In het artikel geven ze ook een verklaring: elektronen zijn golven, en voor bepaalde golflengtes versterken de gereflecteerde golven van de afzonderlijke grafeenlagen elkaar. Door deze ‘positieve interferentie' werken alle grafeenlaagjes samen als een spiegel.

Hetzelfde effect is te zien in de groene of paarse waas van een antispiegelingslaag op brillen en verrekijkers. Die bestaan ook uit laagjes, waarvan de reflecties positief interfereren voor groen of paars licht.

Dunne lagen minder voorspelbaar
Het golflengte-afhankelijke spiegelen geeft aan dat dunne lagen zich helemaal niet zo voorspelbaar en materiaal-onafhankelijk gedragen, zegt Johannes Jobst. ‘De resultaten zijn sterk afhankelijk van de elektronenstructuur van het materiaal, èn van de energie van de elektronen.'

Daarbij toont het onderzoek de mogelijkheid aan om gelaagd grafeen te gebruiken als spiegel voor elektronenbundels. ‘Het is misschien zelfs mogelijk om ze te gebruiken voor bundelsplitsers.'

Zulke bundelsplitsers, die een enkele invallende bundel splitsen in twee afzonderlijke bundels, zijn standaard en in veelvoudig gebruik in de lichtoptica, maar bestaan nog niet voor elektronen. Dunne grafeenlaagjes zouden in dit gemis kunnen voorzien. Maar eerst willen de onderzoekers andere materialen in beeld brengen. Van der Molen: ‘Door deze stap wordt fundamenteel nieuw onderzoek mogelijk; niet alleen aan gelaagde materialen, maar bijvoorbeeld ook aan gevoelige biomoleculen die in standaard elektronmicroscopen snel kapot gaan.'

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> Bodemradar brengt volledig...
> 'Nano-zaklamp' onthult ult...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Normaal

Waarom die onderkin?

Het Ali Baba effect

Toon alle columns / opinies

advertorial

Apparaten die gebruikmaken van de RFID-technologie voor identificatie worden breed toegepast in de magazijnlogistiek, expeditie of management. Het grote aantal beschikbare oplossingen en de vaak aanwezige noodzaak om ze te integreren in een enkel, samenhangend systeem kan echter problematisch en tijdrovend zijn. De oplossingen van Elatec maken kosten- en tijdsbesparing mogelijk bij de integratie van nieuwe oplossingen in reeds bestaande systemen.

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

lees e-totaal digitaal

Lees het e-totaal magazine nu ook digitaal!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.

Veel leesplezier.

Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier.

Uitgelicht

Procentec ComBricks
monitor uw PROFIBUS- & PROFINET-netwerk 24/7
Wat begon met een verzoek van een collega van de afdeling support, resulteerde in de ontwikkeling en het daaropvolgend testen van de Diagnostics slave functionality van de ProfiHubs van Procentec. Met deze innovatieve functionaliteit maakt Procentec het mogelijk om nog diepere diagnostiek uit te voeren op een netwerk opgebouwd uit één of meerdere protocollen, zelfs tot aan het laatste device.
Lees meer >>

Advertorial

Kennis en kunde over safety en security
Pilz biedt graag de helpende hand
Pilz is al jaren bekend als maker van apparatuur waarmee machines en fabrieken veilig kunnen draaien. Dat het daarbij vandaag de dag verder gaat dan een simpele noodstop, moge duidelijk zijn gezien de complexiteit van de huidige machines. Die complexiteit is de afgelopen jaren alleen maar groter geworden en zal met Industrie 4.0 nog complexer worden. Niet alleen gaat het nu om safety, maar is daar ook security bij gekomen, want alle safety-maatregelen moeten in stand blijven als er van buiten pogingen gedaan worden om binnen te dringen in het bedrijfsnetwerk en de software van de fabriek of machine. lees verder>>

Vacature

Hogeschool Windesheim
Docentopleider elektrotechniek en elektronica
Ben jij die docent die de nieuwe generatie docenten voor het beroepsonderwijs op gaat leiden? Ben jij die inspirerende lerarenopleider met expertise op het gebied van elektrotechniek en elektronica, die toekomstige docenten voor het (v)mbo weet op te leiden? Wil jij jezelf blijven ontwikkelen in je vakgebied? Dan zoeken wij jou om de techniekdocent van de toekomst op te leiden!
Lees meer .

Corona-crisis

Ondernemersinformatie over de Corona-crisis
Speciaal voor ondernemers, bedrijven en zzp'ers is er specifieke informatie omtrent de Corona-crisis te vinden (over o.a. de verschillende pakketten aan noodmaatregelen die het kabinet getroffen heeft).
Websites met meer informatie: 

• Rijksoverheid
• FHI
• Brainport Eindhoven
• Kamer van Koophandel
• Coronavirus en internationaal ondernemen
• Belastingdienst
• mkb
• kvk
• vng
• vno-ncw
• Rijksdienst voor Ondernemend Nederland
• FEDA
• Koninklijke Metaalunie

Bedrijf in beeld

Bent u vodoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

AVE Added Value Electronics

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.