透射式GaAs光电阴极性能提高以及结构优化

为了提高透射式GaAs光电阴极性能,将国内与美国ITT公司的透射式GaAs光电阴极量子效率曲线进行对比,可知我国透射式光电阴极积分灵敏度已经达到2130μA/lm,美国ITT达到了2330μA/lm.利用修正后的量子效率、光学性能以及积分灵敏度的理论模型,分别对两者进行光学结构拟合.结果表明,国内光电阴极在窗口层和发射层的厚度、电子扩散长度以及后界面复合速率等方面均与ITT有一定差距.为了缩短两者的差距,优化阴极结构参数,具体研究了电子扩散长度和发射层厚度对量子效率的影响,结果表明如果均匀掺杂透射式GaAs光电阴极发射层厚度为1.3μm、电子扩散长度为7μm,则积分灵敏度可以达到2800μA/lm以上.

多碱光电阴极光谱响应在线测试结果与分析

介绍了多碱光电阴极制备过程中测试的光谱响应，并作了简单分析。研究结果表明，Sb，K交替决定双碱化合物Na_2KSb的导电类型，Cs处理降低Na_2KSb的电子亲和势，延伸长波阈；Sb，Cs交替形成锑铯偶极层，在Na_2KSb上吸附的铯原子数和感应的偶极层的偶极矩同时影响多碱光电阴极的灵敏度。

用动态光谱响应测试技术评价多碱光电阴极的电子亲和势

利用光谱响应和量子产额曲线首次介绍了多碱光电阴极制备过程中的电子亲和势。Na2 KSb、Na2 KSb +Cs和 [Na2 KSb +Cs]+Sb +Cs的电子亲和势分别为 0 .7～ 0 .91eV ,0 .35～ 0 .4 1eV和 0 .33eV ,并认为电子亲和势的差异取决于阴极工艺的差别。在Na2 KSb形成过程中存在n型表面态 ,这些n型表面态的存在影响了Na2 KSb的重掺杂 。

光电材料动态自动光谱测试仪的研究与应用

智能式光电材料动态自动光谱测试仪已在实验室研制成功。该仪器不但能用于夜视器件与材料的光谱响应测试，而且能通过光纤传输光束，解决夜视器件与材料研制过程中的光谱响应监控测试。除此之外，该仪器还可用于0．4～1．5μm范围光学材料光透射比测试。配置紫外光源，还可用于紫外光电发射材料光谱响应测试。配制300／mm，100／mm光栅与红外光源，可解决热成像器件的光谱响应测试问题。

改进型多碱阴极量子产额谱的研究

本文以能带理论为基础,讨论了改进型半透明多碱阴极Varo、NewS25和LEP的量子产额。引进阴极结构参数p和单晶吸收系数α_p(hv),推导了半透明改进型多碱阴极的量子产额表达式(见英文摘要中的公式),通过选择合适参数,求得的Varo、NewS25和LEP光电阴极的量子产额谱与实验完全吻合。

三碱阴极量子产额谱的研究

本文讨论了Na2KSb（Cs）光电阴极的量子产额。引进阴极结构参数P和单晶吸收系数αp（hv）,推导了半透明多碱阴极量子产额表达式。通过选择合适参数,求得的S20,S20R,S25,Varo,New S25和LEP*（＊法国电子学和应用物理实验室制备的三碱阴极）光电阴极的量子产额谱与实验完全一致。文中还计算了理想三碱阴极的量子产额。结果表明三碱阴极仍是很有发展潜力的实用光电阴极。

半透明多碱阴极浅氧敏化研究

根据多碱阴极理想模型:Na_3KSb+K_2CsSb+sb·Cs 偶极层,提出用 Cs_2O 取代 K_2CsSb+Sb·Cs 偶极层,很可能形成 p—n Na_2KSb—Cs_2O异质结光电阴极。用研制的氧发生器,以常规的碱金属源在超高真空系统中制备了 Na_2KSb,然后采用 NEA 光电阴极的激活工艺,用铯、氧交替激活 Na_2KSb,获得 p—n Na_2KSb—Cs_2O 光电阴极。结果表明,这种光电阴极在紫外—红外范围内具有较高的量子产额,其长波截止超过1.06um,达到1.1μm。

大面积MCP-PMT K_2CsSb光电阴极理论与测控技术研究

针对SBA／UBA光电阴极和中国科学院高能物理研究所380-510nm转换波长的闪烁体，分别从KzCsSb光电阴极第一性原理、结构优化、以及材料生长机理与测控技术等方面进行研究。第一性原理计算结果表明，双碱光电阴极K1.75CsSb1.25是直接禁带半导体，能带弯曲最大，功函数最小；中微子与闪烁体相互作用后发射光子的光谱范围在380-510nm，可以确定双碱阴极透射式工作范围在2．92～3．26eV，反射式工作范围在2．43-2．92eV；针对球形光电倍增管结构，提出了透射式与反射式阴极量子效率最大化方案和K1.75CsSb1.25阴极6点监控制备方法，给出了测试方法。

三碱光电阴极S_(20)与LEP主要差别的研究

本文用多碱阴极量子产额谱研究了S_(20)与LEP的主要差别。阐述了如下几个问题:1.阴极厚度D是造成两者差别的主要原因。在n、k不随阴极厚度变化的情况下,适当增加D可以得到性能优越的光电阴极。2.较厚的阴极具有较大的有效吸收系数α_p(hv),有利于增加长波光电发射。3.逸出几率与光电子产生位置有关,一般距真空界面越近,逸出几率越大。

S20光电阴极光谱响应特性的理论研究

该文根据光电阴极的量子产额谱，导出了光谱响应Ｓ（λ），通过选择合适参数，计算的Ｓ２０光谱响应曲线与实验基本吻合。该文也分析了阴极厚度Ｄ，阴极结构参量Ｐ，光电阴极光谱响应截止波长λ＿ｊ和光电子逸出深度Ｌ对Ｓ（λ）的影响，认为Ｄ、Ｐ和λ＿ｊ是决定Ｓ２０阴极性能的主要因素。

多碱阴极光学信息监控原理研究

本文从光学信息监测和控制两方面阐述了多碱阴极光学信息监控原理。为了实现多碱阴极的成分控制，首先应精确测量多碱阴极的前反射率RF*，背反射率RV*和透过率T*；其次应由不同的n，k值求得多碱阴极的理论反射率RF，RV和透过率T，利用实测值用图解法求得阴极制备过程中的n*，k*和d*；最后，利用n*，k*，d*和RF*（d）与理论计算的n，k，d和RF（d）比较，通过控制蒸发源的蒸发速率使RF*（d）逼近RF（d）。

负电子亲和势光电阴极50年史话

本文是负电子亲和势光电阴极发现50周年的纪念文章,简要回顾了过去的成绩,现在的困难及今后的展望。经过近30年的努力,我国MOCVD生长的反射式Ga As光电阴极的积分灵敏度已达到3516?A/lm,目前存在的困难是光电阴极寿命问题,寿命问题解决了,高性能微光像增强器以及EBAPS数字器件可以缩短与西方的差距。如果高灵敏度长寿命的Ga As:O-Cs光电阴极真正取代了目前大科学装置中的铜阴极,基于我国大科学装置的基础研究才会迎来真正的科学春天。

多晶半导体三碱光电阴极厚度的理论研究

本文利用辐射强度指数衰减率和多碱阴极光吸收系数公式，首次研究了多晶半导体三碱光电阴极的最佳厚度。研究结果表明：当Ｉａ／Ｉ。大于０．４时，阴极厚度应在１００ｎｍ以上，并且Ｄ随Ｉａ／Ｉ。上升而增加，高能光子产生的光电子出现在阴极内表面层。并首次从理论上预测了对红外敏感的在可见光范围具有很高响应的三碱阴极的最佳厚度为１２０ｎｍ左右，这与实验结果非常一致。

NEA GaN和GaAs光电阴极的比较

针对GaN基光电阴极激活过程中Cs-O交替存在的光电流的增幅问题,本文主要比较了GaN和GaAs材料性质、表面结构以及激活过程中光电阴极的光电流。发现GaN的熔点高于GaAs,在制备GaN基光电阴极时则需要更高的热清洗温度;如果用双偶极子模型描述GaN(1000)和GaAs(100)表面的光电发射机理,GaN(1000)表面Cs原子与O原子形成第二偶极矩O-Cs,几乎"平躺"在表面,对光电发射贡献不大;GaAs(100)表面Cs原子与O原子形成第二偶极矩O-Cs几乎"垂直"于表面,降低了表面功函数,对光电发射贡献很大;Cs-O激活过程中,对于GaAs光电阴极,Cs、O交替过程形成的光电流与单纯Cs激活时的光电流相比,有几倍甚至上百倍的增长;GaN只提高了20%左右。通过第一性原理计算,与现在的GaN基(1000)面相比,GaN基的(11 2 0)和(10 1 0)面是极具潜力的光电发射面;预计闪锌矿GaN基(100)面会取得更好的结果。

实用三碱阴极量子产额的数值计算

利用实用三碱阴极量子产额解析式,通过选择合适参数,首次计算多碱阴极的积分量子产额、平均量子产额和峰值量子产额。1930～1993年期间,在1～4.5eV范围内,LEP阴极积分量子产额最大为0.37;S_(20)阴极平均量子产额和峰值量子产额分别为0.33和0.20。

超Ⅱ代像增强器光电阴极成分控制原理研究

研究用光电阴极反射率预测和确定多碱阴极的厚度与成分，并用反射率和光谱响应对其进行控制。如果用５２０ｎｍ单色光源来测量反射率和光谱响应，则“超Ⅱ代像增强器”的光电阴极的厚度应约在１２０ｎｍ，即峰值ＢＭ３出现后Ｊ／Ｓｍａｘ约为６０％时。根据（Ｒｍｌ，Ｒｍ）和（Ｒｍ，Ｒｍ２）确定ｎ、ｋ值及光电流在光谱响应峰值前的稳定上升和峰值后的近似线性下降规律，可通过调节锑、钾、钠源蒸发速率控制阴极成分。

多碱光电阴极光电信息测试结果与分析

该文根据多碱光电阴极光学信息和光电流监控原理，给出了理论模型，研制了测试仪器，例举了测量结果，并对此作了简单分析。理论的多碱光电阴极光学反射率Ｒ（ｄ）和实测的Ｒ（ｄ）比较可以控制阴极成分，并给出阴极厚度的信息、多碱光电阴极的单色光电流Ｉ（ｄ）、光电子逸出深度以及大量的工艺信息，借此可以调整工艺，改善光电阴极的光谱响应。

多晶半导体三碱光电阴极厚度的理论研究

该文利用辐射强度指数衰减率,多晶半导体三碱光电阴极量子产额公式和光吸收系数公式,首次研究了多晶半导体三碱光电阴极的最佳厚度。结果表明:当I_a/I_0>0.4时,阴极最佳厚度D应在1000A以上,并且D随I_a/I_o上升而增加。高能光子产生的光电子出现在阴极内表面层。该文同时指出:对第一类阴极(S-20,S-20R,S-25),D应为300A左右;对第二类阴极(New S-25,Varo,LEP)则为900A。并预计可通过光电阴极光谱响应峰值位置设计光电阴极厚度。研究结果首次定量给出,随着光电子逸出深度和入射光波长增加,光电阴极厚度增加。如果光电子逸出深度在40～55nm之间,则对1.0μm敏感的阴极最佳厚度D应在1200A左右。

Ⅱ代像增强器等效背景噪声特性的研究

该文用 XPS分析了 MCP电极表面以及 代像增强器 MCP电极表面成份。结果表明 , 代像增强器 MCP电极表面碱金属与铅的含量达 9.69%。这是 代增强器等效背景噪声的主要来源。用加热器控制了 代像增强器制备过程中的碱金属流场和碱金属蒸气对 MCP的污染 ,从而使 代像增强器信噪比达 5.0

光电材料动态自动光谱测试仪的研究与应用

智能式光电材料动态自动光谱测试仪已在实验室研制成功。该仪器不但能用于夜视器件与材料的光谱响应测试，而且还能通过光纤传光束，解决夜视器件与材料研制过程的光谱响应监控测试。除此之外，该仪器还可用于０．４～１．５μｍ范围光学材料透过率测试。配置紫外光源，还可用于紫外光电发射材料光谱响应测试。配置３００／ｍｍ与１００／ｍｍ光栅与红外光源，可解决热成像器件的光谱响应测试问题。