保护性涂层是许多要求严格的科研和工业应用所必需的。近日，洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究团队为下一代电子束加速器装置开发并测试了一款原子级石墨烯涂层，成功证明了“原子装甲”的应用潜力。
将来的加速器需要性能越来越高的电子束，但是对这些性能的要求远远超过当前先进电子源的能力。
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为了让光阴极在下一代加速器中发挥作用，必须有适当的保护层。由于光子与光阴极撞击发射电子的反应会产生腐蚀性气体，能快速降解由锑、钾、铯制成的比亚卡利薄膜光阴极。研究者们在寻找一种材料，既能保护光阴极，又能保证电子发射。石墨烯给出了这个答案。
该团队将该涂层与亚卡利光阴极上的涂层进行比较。发现，石墨烯涂层在光阴极表面只有一个原子厚，其作为一种高气体抗渗性的材料，能保护光阴极不受由光子向自由电子转换引起的气体破坏。同时，石墨烯的高量子效率意味着电子仍能穿过涂层，这对制造并加快研究过程的电子束至关重要。研究者发现，光电子传输效率为5%，理论上能够提高到50%左右，这是个不错的比率，表明这种材料在受到保护的情况下仍能产生电子束。
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这说明，在使用原子级薄的保护涂层来实现高质量、长寿命的全包层比亚卡利光电阴极方面取得了重大进展。
这种光阴极涂层是基于“原子铠甲”技术的，该技术被列入2019年“百强研发计划”。以往关于石墨烯技术的研究已探索其作为防腐蚀屏障的用途，有望应用到汽车、船舶、飞机等领域。
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