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光電陰極的相關理論與技術，探索我國高性能三代微光像增強器的發(fā)展途徑，本文在變摻雜GaAs光電陰極的光電特性、制備實驗和性能評估等方面進行了相關的研究。
　　 針對變摻雜GaAs光電陰極光電發(fā)射特性中的基礎理論問題，采用理論推導、數字仿真和模擬計算的方法，研究了指數摻雜GaAs光電陰極電子擴散漂移長度的理論表達式，建立了電子擴散漂移長度LDE同指數摻雜系數A和均勻摻雜情況下材料的電子擴散長度LD

2、之間的數值計算關系。研究了指數摻雜GaAs光電陰極量子效率的等效求解方法，簡化了求解過程。研究了變摻雜結構對陰極電子發(fā)射性能的影響機理，發(fā)現變摻雜陰極內建電場的存在，不僅能夠提高光電子到達陰極表面的數量，同時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。
　　 根據變摻雜GaAs光電陰極的理論研究結果，針對變摻雜技術實用性的問題，采用實驗驗證的方法，研究了變摻雜GaAs光電陰極電子擴散漂移長度理論表達式的正確

3、性，發(fā)現計算結果同實驗結果具有很好的一致性。研究了變摻雜技術應用于透射式GaAs光電陰極的可行性，發(fā)現陰極組件制備過程不會破壞陰極的變摻雜結構，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)現當系統(tǒng)真空度達到1×10-8Pa以上時，能夠使低溫激活靈敏度比高溫提高30％以上。
　　 在實驗基礎上，針對變摻雜GaAs光電陰極評估技術不完備的問題，

4、采用理論分析和數學建模的方法，研究了激活過程中Cs在陰極表面的吸附效率，實現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，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，提出了利用激活中不同階段陰極光電流的峰值比求解NEA表面勢壘參數的方法。對陰極高、低溫激活后的NEA表面勢壘參數進行了評估，揭示了“高-低溫兩步激活”過程中陰極表面勢壘的變化特點。研究了變摻雜GaA