De eerste elektronenbuizen werden in computers, radio’s en tv’s gebruikt. Nu zie je ze bijna alleen nog maar in versterkers. Maar dat kan wel eens veranderen.

Door het ontwerp van de oude elektronenbuis eens flink onder handen te nemen, is een groep wetenschappers er in geslaagd om een buis te ontwikkelen die beter geleidt dan zijn voorgangers. De technici van UC San Diego slaagden er bovendien in om de vacuümbuis bij lage spanning te laten functioneren.

Goud

Elektronenbuizen waren in het verleden erg populair. Doordat de elektronen zich vrij kunnen bewegen, wordt de energiestroom niet beperkt door weerstand van halfgeleiders. Hierdoor werd de elektronenbuis onder andere gezien als ideale transistor voor ouderwetse televisies. Daar hebben we dan ook de uitspraak ‘voor de buis hangen’ aan te danken.

Maar om de deeltjes op nanoschaal te laten bewegen, is veel spanning, een hoge temperatuur of een sterke laserstraal nodig. Dit terwijl de opbrengsten minimaal zijn. Hierdoor verdwenen de elektronenbuizen langzaam uit beeld en worden ze nu alleen nog maar in bepaalde elektronica gebruikt.

Het team van UC San Diego vond echter een nieuwe elektronenbuis uit. De onderzoekers voorzagen de vacuümbuis van een gouden paddenstoelachtige nanostructuur en gouden plaatjes. Hierdoor hoefden ze alleen nog maar een zwakstroom (< 10 volt) te combineren met een lichte infrarode laserstraal om de elektronen in beweging te krijgen.

Mogelijkheden

De wetenschappers hebben hun buis in het lab getest. Hieruit bleek dat deze elektronenbuis duizend procent meer geleidingsvermogen heeft dan de ouderwetse buis. Daarnaast zou de buis volgens de onderzoekers ideaal zijn voor een optische switch, omdat hij zo gemakkelijk kan worden aan- en uitgezet. Het team ziet dan ook vele mogelijkheden. Zo zouden we de buis bijvoorbeeld kunnen toepassen om zonnepanelen en computerprocessors te verbeteren.

Maar voor het zo ver is, moet het team nog flink aan de bak. De onderzoekers hebben op dit moment alleen nog maar bewezen dat hun concept kan werken. Ze weten echter nog niet wat de maximale mogelijkheden van de elektronenbuizen zijn en de grootte laat momenteel nog te wensen over. De onderzoekers gaan zich nu dus eerst richten op het verbeteren van het ontwerp. Nu moeten we het nog even doen met het onderstaande filmpje.

Bronnen: Nature Communications, UCSD, Engadget, Futurism