超二代像增强器多碱阴极电子逸出机理研究

测量了超二代像增强器多碱阴极的光谱反射率和透射率,计算了多碱阴极的光谱吸收率。从光谱吸收率看出,当波长大于850 nm以后,多碱阴极的吸收率下降很快,但当波长大于915 nm之后,吸收率的下降变慢,同时吸收率低于5%。这说明多碱阴极的Na2KSb膜层存在一个915 nm的长波吸收限,入射光的波长如果大于该吸收限,多碱阴极将不吸收。多碱阴极在吸收光子之后的电子跃迁过程中,跃迁电子的能量增加小于所吸收的光子能量,即存在"能量损失"。光子的能量越高,跃迁电子的能级越高,能量损失越大。超二代像增强器Na2KSb阴极膜层在Cs激活之后,荧光的峰值波长向短波方向移动,发生"蓝移"现象,表明多碱阴极Na2KSb膜层在进行表面Cs激活之后,跃迁电子的能级有所升高。多碱阴极无论是单独采用Cs激活还是采用Cs、Sb同时激活,光谱响应的长波阈值基本相同,但光谱响应却不相同,原因是采用Cs、Sb同时激活时,Na2KSb阴极膜层存在"体积"效应。由于Na2KSb阴极存在长波吸收限,对应的光子能量为1.35 eV,因此如果多碱阴极的逸出功进一步降低并且低于1.35 eV时,尽管多碱阴极的光谱响应会进一步提高,但光谱响应的长波阈并不会向长波方向延伸,此时多碱阴极光谱响应的长波阈值由其长波吸收限所决定。     

多碱阴极激活过程中逸出功及电子跃迁变化研究

测量了未经过Cs激活、经过Cs激活以及经过Cs-Sb激活的三种多碱阴极的光谱响应及荧光谱。测量结果表明,Na2KSb阴极膜层经表面激活之后,阴极灵敏度和长波截止波长均有所增加,但荧光谱的峰值波长和峰值荧光强度基本保持不变。长波截止波长的增加说明逸出功降低,因此多碱阴极Na2KSb膜层经Cs激活之后,阴极灵敏度提高和长波截止波长增加的原因是逸出功的降低。Na2KSb膜层同时经过Cs-Sb激活之后,阴极灵敏度和长波截止波长较仅仅经过Cs激活的多碱阴极有进一步更大幅度的提高和增加,但同时荧光谱的峰值波长向短波方向移动,峰值荧光强度增加。荧光谱的峰值波长向短波方向移动,说明跃迁电子的能级有所升高,而荧光谱的峰值强度增加,意味着跃迁电子的数量增加。多碱阴极Na2KSb膜层经过Cs-Sb激活之后,跃迁电子的数量增加以及跃迁电子的能级升高,对阴极灵敏度的提高而言,所取得的作用相同。因此多碱阴极Na2KSb膜层经过Cs-Sb激活之后,阴极灵敏度和长波截止波长提高的原因除了表面逸出功降低之外,还有跃迁电子数量增加以及跃迁电子能级提高的原因。多碱阴极表面电子逸出机理至今仍未定论,因此要进一步提高多碱阴极的灵敏度,需要进一步研究多碱阴极表面激活过程中的客观规律,为进一步改进多碱阴极的制作工艺,提高多碱阴极的灵敏度提供理论指导。     

多碱阴极XPS 分析研究

介绍了多碱阴极的特点及其在超二代像增强器中的应用。叙述了多碱阴极进行制作和封接,之后在XPS 分析仪器的预真空室中进行解封并送入仪器分析室进行分析的过程。对多碱阴极不同膜层厚度处各元素原子的百分比进行了XPS 分析。首先对多碱阴极的表面进行宽谱扫描,发现元素之后再针对各个元素进行窄谱扫描,之后进行氩离子刻蚀。刻蚀一定时间后再对多碱阴极表面进行宽谱或窄谱扫描,氩离子刻蚀一直进行到阴极玻璃窗的表面。通过氩离子刻蚀并结合XPS 能谱分析,得出了多碱阴极膜层内部不同厚度处Na 元素、K 元素和Sb 元素的原子百分比。结果表明:多碱阴极的结构是一种两层结构,即以Na2KSb 为基础层,表面再吸附Cs 原子层。两层膜层中,Na2KSb 基础层较厚,而Cs 原子层较薄,厚度仅为整个阴极膜层厚度的2.7%。另外,实测多碱阴极膜层中Na 原子、K 原子和Sb 原子数量的百分比并不完全遵循2:1:1 的化学计量比,并且在整个阴极膜层厚度范围内,三种元素的原子百分比并不保持恒定,未出现在某一位置处三种元素原子百分比达到2:1:1 的理想状态。原因是目前多碱阴极制作工艺对蒸发元素蒸发量的控制精度较低。理论和实践证明,只有获得具有严格化学计量比的Na2KSb 膜层才可能获得高的灵敏度,因此,如果采用分子束外延技术来制作多碱阴极,那么成分控制的精度将大大改善,2:1:1 的化学计量比才可能获得,阴极灵敏度才会得到进一步的提高。     

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了极制备过程中的电子亲和势。Na2SKb、Na2KSb、Cs和[Na2KSb Cs]＋SB Cs的电子亲和势分别为0．7－0．91eV，0．35－0．41eV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Na2KSb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Na2KSb的重掺杂，从而影响了多碱阴极的积分灵敏度。     

透射式GaAs光电阴极荧光谱特性研究

测量了透射式GaAs光电阴极四层、二层结构组件和三代像增强器光电阴极的荧光谱。激发光的波长分别为514.5 nm和785 nm。测量结果表明,GaAs外延层荧光谱的峰值波长较GaAs衬底荧光峰值波长长。当GaAs阴极四层结构组件变为二层结构组件时,GaAs发射层的荧光谱峰值波长向长波方向移动。将GaAs阴极二层结构组件减薄激活之后,GaAs阴极发射层的荧光谱峰值波长向短波方向移动。三代像增强器GaAs阴极组件在制作过程中荧光谱峰值波长变化的原因主要是GaAs发射层内部晶格存在应变,因此当四层GaAs阴极组件变为二层GaAs阴极组件之后,由于GaAs发射层内部晶格应变状态的变化,致使荧光谱的峰值波长向长波方向移动。当二层GaAs阴极组件经过减薄、热清洗和激活之后,由于GaAs发射层内部应力的释放,应变在一定程度上得到消除,因此GaAs发射层的荧光谱峰值波长又向短波方向移动。通常情况下,GaAs材料的荧光谱是一条高斯型的曲线,但对三代管GaAs阴极组件而言,当GaAs发射层中存在不均匀的晶格应变时,其荧光谱曲线在峰值附近会出现不规则的形状,而当不均匀的晶格应变消除后,荧光谱曲线会恢复到正常的形状。所以GaAs发射层中存在的应变会通过荧光谱反映出来,这样在GaAs光电阴极的制作过程中,除了通过测量积分光荧光来评价GaAs光电阴极的制作过程之外,还可以通过测量GaAs光电阴极荧光谱的峰值波长变化来监控GaAs光电阴极的制作过程。     

多碱光电阴极光电发射过程研究

论述了多碱阴极及光致荧光的特点,测量了多碱阴极在514.5 nm和785 nm波长激光激发条件下的荧光谱。结果表明,多碱阴极在514.5 nm波长激光激发条件下,荧光峰值强度比785 nm波长激光激发条件下荧光峰值强度强40倍,说明514.5nm波长的电子跃迁几率低于785nm波长的电子跃迁几率,同时514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长为860 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长为870 nm,514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移为345 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移仅为85 nm,说明514.5 nm波长激发的跃迁电子的能量损失远大于785nm波长激发的跃迁电子的能量损失。原因是短波光子的能量较高,所激发的跃迁电子来源于较深能级,因此能量损失较大。多碱阴极的量子效率在2.11 eV达到最大,当光子的能量大于2.11 eV以后,由于跃迁电子的能量损失随光子能量的增加而增加,因此多碱阴极的量子效率随光子能量的增加而减小。多碱阴极的量子效率与电子跃迁几率成正比,但实测的量子效率曲线与电子跃迁几率曲线的峰值波长不一致,原因是随着光子能量的增加,跃迁电子的能级也增加,当电子跃迁的几率达到最大并下降时,尽管跃迁电子的几率减小,但因电子跃迁的能级还在提高,因此量子效率仍在增加。只有当跃迁几率的因素超过能级的因素以后,量子效率才随光子能量的增加而减小,因此造成量子效率曲线的峰值波长与跃迁几率的峰值波长不一致。通过多碱阴极光致荧光谱的分析,揭示了多碱阴极电子跃迁过程中的客观规律,解释了多碱阴极量子效率在达到最大值之后,量子效率随光子能量增加而减小以及多碱阴极量子效率存在短波限的原因。     

Rb_2Te(Cs)日盲紫外光电阴极研究

简述了Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的制作工艺并制作了Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极样品。测量了Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极样品的光谱响应、光谱反射率和250 nm波长激发条件下的荧光谱。测量结果表明,在现有工艺条件下,Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的灵敏度高于Cs2Te日盲紫外阴极,与Cs2Te日盲紫外阴极相比,光谱响应的峰值波长更短,位于250nm,而长波截止波长位于312nm。另外Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的短波日盲特性更好,633 nm的光谱灵敏度为10-5mA/W的数量级,较Cs2Te日盲紫外阴极低两个数量级。光谱反射率测量结果表明,Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的光谱反射率在200⁴00 nm的波长范围内均高于Cs2Te日盲紫外阴极,而在400400 nm的波长范围内均高于Cs2Te日盲紫外阴极,而在400⁶00 nm的波长范围内,反射率却低于Cs2Te日盲紫外阴极。Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的光谱反射率曲线与Cs2Te日盲紫外阴极的光谱反射率曲线相比较,曲线的形状相似,反射干涉加强峰的波长基本相同,由此可推断出Rb2Te(Cs)紫外阴极的折射率与Cs2Te紫外阴极的折射率基本相同,仅在长波范围内稍有区别。荧光谱的测试结果表明,在同样条件下,在200600 nm的波长范围内,反射率却低于Cs2Te日盲紫外阴极。Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的光谱反射率曲线与Cs2Te日盲紫外阴极的光谱反射率曲线相比较,曲线的形状相似,反射干涉加强峰的波长基本相同,由此可推断出Rb2Te(Cs)紫外阴极的折射率与Cs2Te紫外阴极的折射率基本相同,仅在长波范围内稍有区别。荧光谱的测试结果表明,在同样条件下,在200⁴50nm的波长范围内,Rb2Te(Cs)紫外阴极的荧光弱于Cs2Te紫外阴极的荧光,原因是Rb2Te(Cs)阴极的光谱反射率高于Cs2Te紫外阴极的光谱反射率,因此光吸收更少,导致荧光更弱。所以Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极同Cs2Te日盲紫外阴极的性能类似,均可用于日盲紫外探测成像器件。     

K_2Te日盲紫外阴极研究(英文)

叙述了K2Te日盲紫外阴极的制作工艺并制作了K2Te日盲紫外阴极,测量了K2Te日盲紫外阴极的光谱响应、光谱反射率、光谱吸收率和250 nm波长激发条件下的荧光谱。与Cs2Te日盲紫外阴极相比较,K2Te日盲紫外阴极的光谱响应较低,而且光谱响应的峰值波长更短,长波截止波长也更短。K2Te日盲紫外阴极光谱响应的峰值波长位于215 nm,长波截止波长位于305 nm,而Cs2Te日盲紫外阴极光谱响应的峰值波长位于250 nm,长波截止波长位于323 nm。另外K2Te日盲紫外阴极的日盲特性更好,633 nm波长的光谱响应为10-6m A/W的数量级,较Cs2Te日盲紫外阴极低一个数量级。光谱反射率的测量结果表明,K2Te日盲紫外阴极的光谱反射率曲线形状与Cs2Te日盲紫外阴极的光谱反射率曲线形状相似,区别是整个光谱反射率曲线向短波方向移动,且波长越长,移动越大。另外K2Te日盲紫外阴极的光谱反射率在200~450 nm的波长范围内均高于Cs2Te日盲紫外阴极的光谱反射率,由此可推断出K2Te紫外阴极的折射率高于Cs2Te紫外阴极的折射率,并且波长越长,折射率差别越大。光谱吸收率的测量结果表明,K2Te日盲紫外阴极的吸收率低于Cs2Te紫外阴极的吸收率。光谱吸收率越高,光谱响应也越高,与光谱响应的测量结果相吻合。荧光谱的测试结果表明,在250 nm波长激发条件下,在200~450 nm的波长范围内,K2Te紫外阴极的荧光弱于Cs2Te紫外阴极的荧光,原因是K2Te阴极的吸收率低于Cs2Te紫外阴极的吸收率。光谱吸收率越高,荧光越强,这同样与光谱响应的测试结果相吻合。所以K2Te日盲紫外阴极与Cs2Te日盲紫外阴极相比,尽管光谱响应较低,但日盲特性更好,因此也可用作为日盲紫外探测器的紫外阴极。     

多碱光电阴极膜厚对阴极灵敏度的影响研究

叙述了多碱光电阴极光谱反射的特点,测量了超二代微光像增强器多碱光电阴极的光谱反射曲线,分析了光谱响应曲线产生干涉加强峰和干涉减弱峰的原因,比较了不同膜层厚度多碱阴极光谱反射曲线的区别。根据能量守恒定律,利用实测的多碱光电阴极光谱反射率和光谱透过率,计算出多碱光电阴极的光谱吸收曲线,通过研究不同厚度多碱阴极的光谱吸收,发现多碱光电阴极膜层厚度加厚并不会提高其对所有波段光吸收率的特点。厚度增加只会增加短波和长波的光吸收率,但中波的光吸收率不会增加反而下降,这是由于受到光谱反射的影响。阴极膜层的厚度既影响光谱反射和光谱透过,又会影响光谱吸收,因此也影响多碱阴极的光谱响应,所以多碱光电阴极的膜层厚度是影响多碱光电阴极灵敏度的一个关键参数。实践证明,转移式技术制作的多碱光电阴极膜层厚度也存在一个最佳值,超过这一最佳厚度,阴极的灵敏度不增反降,这是因为红外光谱响应增加不多,但中波光谱响应下降很多。所以对转移式多碱光电阴极而言,实践证明当膜层厚度达到最佳厚度时,膜层呈现淡红色,在制作过程中要控制好阴极膜层的厚度,这样才可能获得较高的阴极灵敏度。     

像增强器的多信息量测试技术研究

阐述了像增强器的单色光反射率,光谱响应曲线,单色光电流的测试原理,介绍了多碱电阴极多信息量测试系统,该系统可在像增强器制备过程中在线测试其阴极的单色光反射率,光谱响应曲线,单色光电流等参量,本文还给出了并分析了在该系统应用于一代像增强器制备过程中的测试结果。     

一种新型阴极Z阴极的结构和设计

阐述了Z阴极的结构和设计.     

集螺旋阴极笼型阴极网状阴极为一体的新型阴极（Z阴极）

本文阐述了Z阴极的由来、定义、特性和运用,以及Z阴极与螺旋阴极、笼型阴极、网状阴极之间的转换和代替。     

磁控管中辅助热阴极式冷阴极技术研究

冷阴极技术是磁控管的重要发展方向,辅助热阴极式冷阴极技术在短毫米波和太赫兹磁控管中应用,可以突破阴极尺寸的限制,突破阴极发射能力的瓶颈,延长阴极使用寿命。文中对辅助热阴极式冷阴极的基本原理进行了理论分析,采用PIC软件分析了不同工作条件下电子相位的分布情况,在此基础上开展了W波段辅助热阴极式冷阴极磁控管试验研究,在磁场0.72 T、电压14.6 kV 条件下,磁控管输出功率340 W,工作频率95.913 GHz,磁控管能正常起振。     

Hollow Cathode Effect in Cold Cathode Fluorescent Lamps: A Review

Various efforts within the cold cathode fluorescent lamp (CCFL) industry are underway to decrease costs and increase electrode performance. In order to understand the impact that the choice of gas mixtures and pressures, cathode shape and material might have on the lamp's operation requires a knowledge of the underlying principles governing the glow discharge. We present a review of the literature on the hollow cathode effect and glow discharges, which has particular relevance to the design of CCFL lamp electrodes used in liquid crystal displays. We show that industry-wide standard gas pressures and electrode designs cannot operate in the hollow cathode regime.      

Spindt型阴极的研制

本文概述Ｓｐｉｎｄｔ型阴极的发展水平及其应用，介绍了在我们现在有工艺条件下，研制Ｓｐｉｎｄｔ型阴极的情况。利用改装的蒸发沉积设备及射频磁控溅射技术在基片上的微孔阵列中制作发射尖锥，以制成场发射阴极。在真空条件下测量了该阴极的发射特性，并利用这种平面阴极制作了荧光屏显示原理性样管显示出足够亮度的光点；在此基础上，对该阴极在平板显示器件上的应用提出了一个设计，对实现这一设计的材料和工艺作了论证．     

一种贮存式氧化物阴极

该文论述了一种新的贮存式氧化物阴极。这种阴极的直流发射、脉冲发射和阴极寿命性能都比普通氧化物阴极好。文中对阴极发射材料的形貌、贮存活性物质的结构进行了分析,观察了阴极镍网表面电子发射图像,讨论了阴极发射机理。     

发展中的钪酸盐钡钨阴极

本文全面系统地综述了钪酸盐钡钨阴极的发展趋向,并着重说明端层压制W Sc_2O_3的浸渍型阴极发射电流密度大,抗离子轰击能力强的特性。     

氧化物阴极新进展

文章着重介绍稀土金属氧化物或稀土金属加入普通氧化物阴极电子发射涂层中，明显地提高了阴极发射性能并延长了寿命周期。同时给出微电子探针分析仪对涂层中激活剂分析对比图以及发射测量的对比图。     

冷阴极及其应用

本文介绍了场致发射阴极,次级发射阴极,自热式空心阴极,光电发射阴极的新发展,展示了其广阔的应用前景。     

La—Mo阴极及其应用

本文综述 La-Mo(L-M)阴极的制备、性能和应用。并讨论了 La-Mo 阴极用于大、中功率发射管取代 Th-W 阴极的可能性。