變摻雜GaAs光電陰極特性及評估研究.pdf

1、為了更深入地研究和發(fā)展變摻雜GaAs光電陰極的相關(guān)理論與技術(shù)，探索我國高性能三代微光像增強(qiáng)器的發(fā)展途徑，本文在變摻雜GaAs光電陰極的光電特性、制備實(shí)驗(yàn)和性能評估等方面進(jìn)行了相關(guān)的研究。
　　 針對變摻雜GaAs光電陰極光電發(fā)射特性中的基礎(chǔ)理論問題，采用理論推導(dǎo)、數(shù)字仿真和模擬計(jì)算的方法，研究了指數(shù)摻雜GaAs光電陰極電子擴(kuò)散漂移長度的理論表達(dá)式，建立了電子擴(kuò)散漂移長度LDE同指數(shù)摻雜系數(shù)A和均勻摻雜情況下材料的電子擴(kuò)散長度LD

2、之間的數(shù)值計(jì)算關(guān)系。研究了指數(shù)摻雜GaAs光電陰極量子效率的等效求解方法，簡化了求解過程。研究了變摻雜結(jié)構(gòu)對陰極電子發(fā)射性能的影響機(jī)理，發(fā)現(xiàn)變摻雜陰極內(nèi)建電場的存在，不僅能夠提高光電子到達(dá)陰極表面的數(shù)量，同時(shí)還使表面電子的能量分布向高能端偏移，從而使電子的逸出幾率得到提高。
　　 根據(jù)變摻雜GaAs光電陰極的理論研究結(jié)果，針對變摻雜技術(shù)實(shí)用性的問題，采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法，研究了變摻雜GaAs光電陰極電子擴(kuò)散漂移長度理論表達(dá)式的正確

3、性，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果同實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有很好的一致性。研究了變摻雜技術(shù)應(yīng)用于透射式GaAs光電陰極的可行性，發(fā)現(xiàn)陰極組件制備過程不會破壞陰極的變摻雜結(jié)構(gòu)，而且變摻雜的透射式GaAs光電陰極具有較高的光譜積分靈敏度。研究了激活時(shí)系統(tǒng)真空度對MBE變摻雜GaAs光電陰極低溫激活效果的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)系統(tǒng)真空度達(dá)到1×10-8Pa以上時(shí)，能夠使低溫激活靈敏度比高溫提高30％以上。
　　 在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對變摻雜GaAs光電陰極評估技術(shù)不完備的問題，

4、采用理論分析和數(shù)學(xué)建模的方法，研究了激活過程中Cs在陰極表面的吸附效率，實(shí)現(xiàn)了對不同表面摻雜濃度的GaAs陰極材料在不同系統(tǒng)真空度條件下激活時(shí)，Cs在陰極表面吸附效率的理論評估。研究了Cs-O激活后NEA GaAs光電陰極表面勢壘的評估技術(shù)，提出了利用激活中不同階段陰極光電流的峰值比求解NEA表面勢壘參數(shù)的方法。對陰極高、低溫激活后的NEA表面勢壘參數(shù)進(jìn)行了評估，揭示了“高-低溫兩步激活”過程中陰極表面勢壘的變化特點(diǎn)。研究了變摻雜GaA