航天器表面材料紫外光电子发射产额理论模型发展及实验测试应用

空间环境会对航天器在轨效能发挥产生强烈影响,紫外(ultraviolet,UV)辐射是其中的一个重要因素,它可以导致航天器表面材料的电荷积累和电荷放电。通过测量航天器表面材料的紫外光电子发射产额(photoelectron emission yield,PEEY),获得光电发射基本数据,进行表面带电仿真分析,是研究航天器表面材料带电问题的一个重要方法。本文首先介绍PEEY理论模型的发展,包括福勒-杜布里奇(Fowler-Dubridge,FD)模型、一步模型、基于三步光电发射理论的三步模型(three-step model,TSM)/蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模型以及基于矩的(momentsbased,MB)发射模型和量子模型(quantum model,QM),对各个模型的研究方法和适用条件进行分析对比,梳理PEEY模型的发展脉络。然后介绍PEEY的实验测试应用,包括国内外紫外光电子产额谱(UV-PEEY)仪器的发展和典型空间材料的PEEY实验研究,并着重讨论外界条件和表面条件对PEEY的影响,最后对空间表面材料PEEY的深入研究提出建议。

杂化模式二聚体结构光电子发射研究

基于金属纳米结构中的等离激元效应可以将周围电场局域在纳米级空间尺度范围中,并且有着出色的电场增强的能力,在增强光传导效应、提高超快电子源亮度、提升太阳能电池转化效率等方面都有着出色的潜力。本文使用非对称金纳米二聚体结构进行模拟,对等离激元杂化模式对光电子发射进行研究,发现金纳米短棒占据二聚体结构场增强的主导,当二聚体结构呈成键模式,短棒的Ez分量要强于长棒,反键模式中长棒的Ez分量要超过短棒,并将金纳米二聚体结构的间隙增加至200 nm时,在双棒的耦合作用足够小的情况下,分别对二者的近场进行研究,发现金纳米长棒中的Ez/E约是短棒的4倍左右,金纳米长棒的光电子产额是短棒的十倍左右。

光电子发射谱仪教学实验应用探索

采用光电子发射谱仪在大气环境中测试不同样品的功函数等一系列实验。光电子发射谱仪以氘灯作为紫外光源,开放式计数器作为检测器,是基于低能电子计数检测方法的仪器。实验结果表明,该仪器具有高灵敏度、方便快捷的测试特点,开辟了表面分析方法的新方法,对于新材料的设计和表征具有重要作用。在教学实验中引入功函数测试实验,培养了本科生理论与实践的结合能力,也为科研或实际生产提供了参考。

准一维导体钾蓝青铜的光电子发射谱研究

钾蓝用青铜Ｋ０．３ＭｏＯ３的导带延拓到Ｆｅｒｍｉ能级以下约３．５ｅＶ，价带位于４～１０ｅＶ之间，除了导带与价带间的能隙不显著外，所测结果基本上符合Ｔｒａｖａｓｌｉｎｉ的模型．氧的Ｉｓ和钾的２ｐ芯能级谱中存在着弱的台阶，被理解为小能量的等离子激发．晶体结构中不等价的氧位置，导致了Ｏ－１ｓ能级谱不对称的线形式．Ｍｏ－３ｄ芯电子能谱揭示在Ｋ０．３ＭＯＯ３中存在着两种屏敝效应，以及Ｍｏ＋６，Ｍｏ＋５两种价态．

高性能Si_(1-x)Ge_x/Si异质结内光电子发射红外探测器

利用Si分子束外延技术,及硅平面器件工艺,制作了工作温度大于液氮温度的SiGe/Si异质结内光电子发射红外探测器。探测器的黑体探测率在77K时达到1.2×10^(10)cm·Hz^(1/2)/W。文中对SiGe/Si异质结的电流电压特性,反向饱和电流与温度的关系,探测器的光谱响应等都作了较为详细的讨论。

Sr_(14 -x)Ca_xCu_(24)O_(41)的芯能级光电子发射谱

测量了准一维1/2自旋的反铁磁体系Sr14-xCaxCu24O41(x=0、3.5、6、7、8.4)多晶样品的芯能级光电子发射谱.各样品的Cu2p3/2的光电子发射谱中主峰峰位位于933.8eV左右,半高宽为3.3eV左右,拟合结果表明,当x=0时,Cu2+和Cu3+的质量分数分别为92.13%和7.87%;而Ca对A位Sr的替代对B位Cu芯能级的影响不明显,Cu2+和Cu3+的质量分数变化很小,估算得该体系中Cu离子的平均化合价为2.08;O1s的光电子发射谱中峰位位于531.0eV左右,并由于Ca对Sr的替代导致在低结合能方向出现一个小的台肩,该台肩来自于Ca-O键的贡献;Ca2p3/2的光电子发射谱中峰位位于346.4eV左右,Sr3d5/2的光电子发射谱中峰位位于133.4eV左右,证明在该体系中Ca和Sr的化合价均为+2价,没有混合价态存在.

LaB_6光电子发射器

高辉度电子加速器,诸如线性加速器或同步加速器等,要求有一个能产生足够电子数的电子源。灯丝,如计算机显示器阴极射线管灯丝,不可能提供所需的电子流。

利用飞秒双光子光电子发射研究GaAs(100)的自旋动力学过程

超短激光技术的发展为研究材料中的超快光动方学过程提供了重要的实验手段,也使得人们能够更为深入地研究电子的自旋动力学行为.GaAs(100)表面由于费米钉扎而会导致能带弯曲,位于该区域的电子及其自旋特性将会明显不同于体相材料中的情况.利用时间分辨和自旋分辨的双光子光电子发射技术研究了p型掺杂GaAs(100)表面的电子极化动力学过程.结果表明,由费米钉扎而引起的能带弯曲明显影响电子的自旋弛豫过程,从实验上观察到了GaAs(100)表面能带弯曲区域的电子自旋翻转时间存在近2个量级的差异(从几纳秒到几十皮秒),基于电子_自旋交换相互作用的BAP机理在自旋弛豫过程中起着主导作用.

岩盐型ZnO纳米微粒的光电子发射结构

报道了岩盐型氧化锌纳米微粒的X射线光电子发射结构,发现其中3d电子的强烈成键作用,还存在着3d-4sp杂化和离域电子弛豫态的贡献,表现出与纤锌矿型明显的差异.

热处理增强Au纳米颗粒超薄膜光电子发射的研究

本文制备了平均直径为1.4 nm的11-巯基十一烷酸(Mercaptoundecanoic acid,MUA)修饰的金纳米颗粒,随后通过硅晶片上壳聚糖薄涂层静电吸附制备了厚度约为10 nm的超薄膜,原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)表明金纳米颗粒在薄膜中分布较为均匀且薄膜较平整。进一步采用紫外光电子能谱(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy,UPS)研究了不同热处理温度对超薄膜的二次电子发射能力的影响。结果表明,适度的热处理有助于超薄膜二次电子发射强度的提高,尤其是经150°C热处理的薄膜二次电子发射峰强是未处理样品的4倍,更高的热处理温度造成二次电子发射峰强度急剧下降。本文结果有助于推动有机配体金纳米颗粒超薄膜在光电子发射材料方面的应用。

光电子发射率与入射光强

光电效应的规律中“在单位时间里从金属板尺发射出的光电子数跟入射光的强度成正比”这一条,由此也有一系列关于应用这条规律的习题。历年来在不少教学参考书中屡见这样的两类习题:第一为如“某金属在一束黄光照射下正好有光电子逸出,问用一束强度相同的紫光代替黄光,逸出电子数是否相同?”大部分书上的答案是“相同”。理由是因为光电子发射率与光强成正比,光强相同,则逸出的电子数就相同。第二类如“用完全相同的两束紫外线,分别照射两种不同的金属表面,都能产生光电效应,问这两种金属表面单位时间内逸出的光电子数是否相同?”原答案是相同,原因也是入射光强度相同。

脉冲光电子枪中光电子束性能研究

利用新设计的脉冲光电子枪，研究了光电子束的能量分布，光电子数密度与激光强度的关系和光电子在电离区内的滞留时间．大部分电子的能量为光发射电子的剩余能量，但是由于电子的空间电荷效应，电子能量分布具有加宽现象．每个激光脉冲发射到电离区内的光电子数密度在109／cm3以上．

光电效应中几个常见问题的解答

1 用频率小于极限频率的光照射金属,如果照射时间足够长,金属的温度升高,其电子的动能增大,电子脱离金属所需的功减小,逸出功减小,可能会发射光电子,对吗? 在金属中,有大量的价电子,为整个金属晶体所共有。原子核和内层电子构成原子实,价电子在所有原子实和其他价电子提供的势场中运动。

用于超短激光脉冲检测的新型光电发射薄膜

Ａｇ－Ｂａ－Ｏ薄膜是金属超微位子埋藏于半导体基质中的全新型光电转换薄膜。它不含碱金属，有很好的稳定性，可以在大气中存放，再置入真空系统中不需要激话，就能产生足以检测皮秒级激光脉冲信号的光电子发射。在激光作用下有特殊的灵敏度。这种光电转换薄膜有很好的应用前景。

关于金属XPS的Gadzuk-unji线型

本文用数值计算分析了金属X射线光电子谱的Gadzuk-Sunjic线型,将它同Doniach-Sunjic线型作了比较,指出了它的若干不合理之处。

发光材料

O482.31 20000021397溅射制备ZnS:Er3+薄膜的光电子发射结构=Photo-electronemissive structures in ZnS:Er3+ thinfilm prepared by RF magnetron sputtering[刊,中]/柳兆洪,王余姜,陈谋智,纪安妮,邓彩玲（厦门大学物理系.福建,厦门（361005））//半导体情报.-1998,35（4）.-49-51利用射频磁控溅射法制备掺铒硫化锌直流电致发光薄膜,用XPS（X射线光电子能谱）技术进行剖析,获得薄膜内部构态与发光性能关系的信息,讨论了微晶薄膜中稀土掺杂状态对激光机制的影响。图2表1参7（赵桂云）

钪─钠金属卤化物灯外灯管工艺研究

本文简要地介绍了钪－钠金属卤化物灯电弧管中钠外逸与氢气渗入内管的影响，着重探讨了外灯管制作技术。

Au—Si界面的室温反应

本文利用XPS研究了在超高真空条件下形成的Au—Si(113)界面初始阶段的室温反应,测量了Si2p、2S和Au4f光电子发射峰的强度和能量位置随Au复盖量的变化。所有的结果都表明,与Au—Si(111)和Au—Si(100)系统一样,存在一个发生界面室温反应的临界Au厚度～5ML,从而推断,这个现象可能是Au—Si界面形成过程的普遍特性。根据我们的实验结果,还讨论了Au—Si界面形成的可能模型。