나노기술 및 정책 정보

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● 일본 물질·재료연구기구(NIMS), 일본전자주식회사(JEOL)의 공동 연구그룹이 수차보정투과전자현미경에 탑재 가능한 ‘LaB6 나노선 전계방출형 전자총’을 개발

● 연구팀이 개발한 전자총은 높은 에너지 분해능(0.2eV, 단색화 기능을 갖지 않는 전자총으로서 최고 분해능)과 높은 전류 안정도(0.4%)로 원자 분해능 이미지 관찰을 실현

● 고성능이 기대되는 나노 재료를 전계 방출형 전자총에 이용하는 시도는 20년 이상 계속되어 왔지만, 수명·안정성 등을 만족시키는 임베디드 기술 등의 개발이 어려웠기 때문에, 지금까지 투과전자현미경의 전계방출형 전자총에는 나노선가 사용되지 않았고, 상용 중인 전계방출형 전자총의 전자원에는 지금까지도 50년 이상 전에 개발된 텅스텐 바늘이 사용

● 연구진은 전자원의 열음극 재료로 LaB6을 고순도 단결정 나노선로서 화학적으로 합성·성장시키는 기술, 방출 전자를 효율적으로 이용하는 전자원 메커니즘 설계, 나노 선 1개를 꺼내 최적화된 전자원 구조에 도입하는 기술을 개발

● LaB6 나노선 전자원은 요구 진공 조건이 비교적 낮으며, 높은 전류 안정성, 낮은 인출 전압, 좁은 에너지 분포 폭, 높은 휘도 특성을 가지며, 향후 차세대 전계 방출 전자현미경 개발로 이어짐으로써 반도체 및 의료 분야에 기여할 것으로 기대 

※ 용어설명

나노선: 나노미터(nm) 크기의 직경을 가지며, 수백 나노미터에서 수백 마이크로미터의 길이를 가지는 나노소재

※ Nature Nanotechnology 게재(2021.11.08), “High-endurance micro-engineered LaB6 nanowire electron source for high-resolution electron microscopy”