在表面等离子激元的激发作用下光电阴极电子发射产额的选择性增强

一种由薄银层复盖以Cs—O_2而构成的新型光阴极,在这种光阴极中,由于入射辐射的激发而产生表面等离子激元(Plasmons)。在这种等离子激元的作用下,电子发射的量子产额将产生选择性增强,使得这种光阴极在近红外区的灵敏度和量子产额要比Ag—O—Cs光阴极大20到50倍。     

CsI光阴极在紫外波段的时间弥散特性

为了得到CsI光阴极在紫外波段的时间弥散特性,使用蒙特卡罗方法对CsI光阴极在紫外光入射情况下的光电发射进行模拟,研究了当阴极厚度为5～45 nm、入射紫外光能量为6.8～8.4 eV时CsI光阴极出射电子的时间分布.得到了CsI光阴极的时间弥散与紫外光能量和CsI光阴极厚度的关系,发现当CsI光阴极厚度小于30 nm的时候,光阴极的时间弥散随紫外光的能量增加而减小,随光阴极厚度的增加而增加.当CsI光阴极厚度大于30 nm的时候,光阴极的时间弥散趋于稳定,与紫外光的能量和光阴极的关系较小.     

用于探测能量为0.110keV光子的夹心结构CsI光阴极

为了稳定而有效地探测能量范围在0.110keV之间的软X射线,研制并优化了一种高低密度夹心结构的透射式CsI光阴极。它的光子探测效串大约是高密度透射式CsI光阴极的110倍。所测得的光电发射次级电子能量分布曲线与高密度CsI光阴极类似,半极限值的全宽度(FWHM)不到2eV。由于它的量子效率高而次级电子能量分布范围相当窄,这种夹心结构透射式CsI光阴极广泛地应用于软X射线探测器和计数器,特别是软X射线条纹摄相管。     

X射线条纹相机CsI光阴极的高能电子份额

为了得到X射线条纹相机中CsI光阴极的高能电子份额数据,通过蒙特卡罗方法建立模型来研究CsI光阴极在X射线照射下的光电发射特性.研究了CsI光阴极厚度为100～1 000 nm、入射X射线能量为1～30 keV时的二次电子(SE)能量分布.模拟结果显示,入射X射线的能量越高、CsI光阴极的厚度越大,从CsI光阴极出射的二次电子中高能电子(大于50 eV)的份额越高,在入射X射线能量为30 keV、CsI光阴极厚度为1 000 nm时,出射电子中的高能电子份额可以达到10.8％.但是当CsI光阴极厚度保持为100 nm、而入射X射线能量大于15 keV时,高能电子份额维持在3.4％左右而不再随入射X射线的能量增加而增加.     

多碱光电阴极的多晶特性

本文研究了多碱阴极晶粒间界对光电发射的影响,提出了这种多晶阴极光电发射的改进物理模型,并导出了量子产额的公式。利用此模型和电子计算机,使理论与实验的量子产额曲线相符合,从而能够解释此种阴极光电发射的有关特性。文中还讨论了提高此种阴极灵敏度的可能途径。     

用量子产额谱分析多碱阴极中铯的作用

本文导出了半透明光电阴极的量子产额公式。光电阴极的量子产额可以用体积函数和表面函数来表示,当Na_2KSb光电阴极用铯(Cs)激活时,不仅改变了有效电子亲和势,而且改变了光电子的逸出深度。     

基于P3HT∶PCBM体异质结有机太阳电池的光老化

使用聚-3已基噻吩(P3HT)和富勒烯衍生物(PCBM)作为给体和受体材料,并制备结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCBM/Ca/Al有机太阳电池。采用自主搭建的光老化实验平台,一方面对有机太阳电池在空气氛围下的光老化性能进行深入地研究;另一方面忽略水和氧的影响,研究了在惰性气体的氛围下50 h的光老化实验。研究发现,相对于在惰性气体中光老化样品的开路电压没有变化,在空气中光老化样品的开路电压由0.63 V降低至0.58 V,这说明空气中水和氧对有机太阳电池性能有较大地影响;而在惰性气体下对有机太阳电池的实验表明,光老化后有机太阳电池的短路电流和能量转换效率显著降低,光电转换效率(IPCE)测试表明光老化后活性层光吸收能力也有明显地降低。扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)形貌研究揭示了其性能下降的主要原因,即光老化前后薄膜表面变化明显,方均根粗糙度明显变大是导致器件性能变差的主要原因。     

YAG激光诱导放电复合毛化坑形貌研究

从机理上讨论了激光诱导放电采用阴极性放电可改善放电坑形貌,并从实验上得出放电坑直径在不同放电介质下随放电脉宽的变化关系。当工件表面涂层为聚四氟乙烯时,研究了放电坑由单坑变为多坑形貌的原因是电脉冲后期通道中电子供给不足,电弧由聚集型过渡到扩散型,导致阳极斑点不稳定。     

高温退火对GaAs光阴极表面状态的影响

利用XPS分析了GaAs光阴极高温退火、激活前后表面组分的变化,结合光阴极退火过程中通过四级质谱仪获取的CO2、H2O、O、As、Cs等分压曲线,比较、讨论了两次退火机理的差异。提出第二次加热的目的不仅在于清洁光阴极表面,更重要的是促使第一次激活在光阴极表面形成的偶极层向更稳定的结构转化,Cs2O偶极子在高温下与GaAs本底反应生成了可在光阴极表面稳定存在的GaAs-O-Cs偶极子,形成主要由键合强的GaAs（Zn）--Cs+、GaAs-O-Cs偶极子及靠范德瓦尔斯力附着在光阴极表面的Cs2O偶极子构成的偶极层。根据这一结论,解释了光阴极两次激活过程中光电流变化规律的差异。对理解光阴极激活及表面光电发射模型具有重要意义。     

PtSi-SBD光腔结构的共振吸收模型

研究了PtSi-SBD的结构和光产额.由光产额模型可知,采用薄PtSi光腔结构和降低肖特基势垒可提高量子效率.利用光的共振吸收模型,通过计算机模拟计算表明,引入抗反射层,优化光腔结构可以大大提高光的吸收率.同时,PtSi膜厚在1～2 nm时,PtSi-SBD的量子效率系数最大.     

GaN与GaAs NEA光电阴极稳定性的比较

利用自行研制的光电阴极激活评估实验系统,对激活后的反射式GaN及GaAs光电阴极进行了稳定性测试,获得了Cs/O激活一段时间后阴极随时间变化的光谱响应,通过计算得到量子效率曲线.结果表明:激活结束后GaN灵敏度可以在较长时间内保持稳定,而后缓慢衰减.而GaAs光电阴极的光电流随时间近似呈指数衰减.结合阴极表面双偶极层结构以及表面化学成分,分析原因主要是:两种阴极表面进行Cs/O激活后形成的双偶极子的结构不同、衰减过程中双偶极层化学成分变化方式不同决定.GaN光电阴极激活后cs以复杂氧化物存在,更加稳定,灵敏度的衰减主要是由未分解的氧引起,而GaAs灵敏度下降的原因主要是表面双偶极层中的Cs极易脱附,影响其稳定性.     

Resonance enhancement of spin-polarized electron emission

Resonance enhancement of the quantum yield of polarized electrons from photocathodes based on strained short-period semiconductor superlattices is studied. The superlattice is a constituent of a Fabry-Perot optical cavity formed by the outer surface of the photocathode and the distributed Bragg reflector. An increase in the quantum yield by an order of magnitude is observed in the wavelength region corresponding to the maximum degree of polarization of photoemission.     

Roles of cesium and oxides in the processing of gallium aluminum arsenide photocathodes

The roles of cesium (Cs) and oxides in the processing of gallium aluminum arsenide (GaAlAs) photocathodes have been investigated. The Cs/O activation, Cs/O reactivation and degradation experiments are performed on GaAlAs photocathode. The activated photocurrent, degraded photocurrent and quantum efficiency curves are measured using a self-developed multi-information measurement system. We use the quantum efficiency formula to fit the experimental quantum efficiency curves, and obtain the performance parameters of the photocathode. The results show that the oxide gases play an important role in the degradation of the photocathode, and the Cs atoms could react with the oxides on the degraded surface and the residual oxide gases. Besides, the quantum efficiency of the degraded GaAlAs photocathode could be restored to a good level after Cs/O reactivation.     

梯度掺杂结构GaN光电阴极的激活工艺研究

利用自行研制的光电阴极多信息量测试评估系统,在线测试了梯度掺杂结构GaN光电阴极在激活过程中的光电流、Cs源电流和O源电流。根据激活后的阴极光谱响应曲线和量子产额曲线,分析了超高真空室真空度、激活前的阴极表面净化程度、激活中首次进Cs量、激活中的Cs/O比以及Cs/O源在激活中的供给方式等对阴极激活的影响,提出了梯度掺...     

一种提高光电倍增器光电阴极量子效率的方法

提出了一种可以提高光电倍增管光电阴极量子效率的方法。通过分析光电阴极的光电发射过程,从提高光子吸收率Pa和光电子迁移至真空一侧材料表面的几率Pe出发,确定可以在光电阴极膜层结构设计上增加合适的膜层,该膜层具有高带隙和减反射的作用。由于光电倍增管的外壳通常为细长的玻璃管,而常规的溅射设备为50mm的大靶,直接使用大靶对细管内部镀膜,效率低下且均匀性差。在常规大靶的基础上进行改造,成功实现了在细管内部快速均匀镀膜。使用分光设备测试光电阴极的光谱响应,结果表明,改进产品的光电阴极量子效率从常规的25%提高至35%。     

基于扭转载荷的微尺度CSP焊点应力应变分析与优化

建立了微尺度芯片尺寸封装焊点有限元分析模型并对其进行扭转应力应变仿真分析与实验验证.分析了焊点材料、焊点直径、焊盘直径和焊点高度对焊点扭转应力应变的影响;以焊点材料、焊点直径、焊盘直径和焊点高度为设计变量,采用响应面法设计了29组不同水平组合的焊点模型并获取了相应焊点扭转应力,建立了焊点扭转应力与焊点结构参数的回归方程,结合遗传算法对焊点结构参数进行了优化.结果表明：焊点材料为SAC305时扭转应力应变最大,焊点最大扭转应力应变随焊点直径和焊盘直径增加而减小、随焊点高度增大而增大;最优焊点结构参数水平组合为：焊点材料SAC305、焊点直径0.22mm、焊盘直径0.14mm和焊点高度0.14mm;仿真验证表明最优焊点最大扭转应力下降了3.7MPa.     

基于再流焊冷却过程应力分析的板极组件BGA焊点参数优化

建立了板级组件BGA（Ball Grid Array）焊点有限元分析模型,对BGA焊点进行了再流焊冷却过程应力仿真分析,设计并完成了验证性实验以验证仿真分析方法的有效性,分析了焊点结构参数和材料变化对焊点再流焊冷却过程应力应变的影响,采用响应面法建立了焊点应力与结构参数的回归方程,结合遗传算法对焊点结构参数进行了优化.结果表明：实验结果证明了仿真分析的有效性;焊点应力随着焊点高度的增加而增大,随着焊点直径的增加而减小;最优焊点结构参数水平组合为：焊点高度0.44mm、焊点直径0.65mm、焊盘直径0.52mm和焊点间距1.10mm;对该最优焊点仿真验证表明最大应力下降了0.1101MPa.     

Novel Cs-Free GaN Photocathodes

We report on a novel GaN photocathode structure that eliminates the use of Cs for photocathode activation. Development of such a photocathode structure promises reduced cost and complexity of the device, potentially with stable operation for a longer time. Device simulation studies suggest that deposition of Si delta-doped GaN on p-GaN templates induces sharp downward energy band bending at the surface, assisting in achieving effective negative electron affinity for GaN photocathodes without the use of Cs. A series of experiments has been performed to optimize the quality of the Si delta-doped layer to minimize the emission threshold of the device. This report includes significant observations relating the dependence of device properties such as emission threshold, quantum efficiency, and surface morphology on the Si incorporation in the Si delta-doped layer. An optimum Si incorporation has been observed to provide the minimum emission threshold of 4.1 eV for the discussed Cs-free GaN photocathodes. Photoemission (PE), atomic force microscopy (AFM), and secondary-ion mass spectroscopy (SIMS) have been performed to study the effect of growth conditions on device performance.     

均匀掺杂GaAs光阴极表面势垒特性研究

根据激活过程中光电流变化规律及原位光谱响应测试,模拟了GaAs光阴极表面势垒的形成过程,在光阴极表面双偶极子模型的基础上作了修正,建立了三偶极子模型。新模型认为,光阴极表面势垒由三个偶极层套构而成,第一偶极层由GaAs（Zn）-Cs+偶极子组成,第二偶极层由Cs2O偶极子组成,第三偶极层由GaAs-O-Cs偶极子组成,第二、三偶极层嵌入第一偶极层中。根据隧道效应与量子效率测试结果,确立了势垒中分段均匀的电势分布,计算得出势垒宽度为1.65 nm,有效电子亲和势为-0.44 eV。新模型的建立对理解光电阴极表面发射机理具有重要意义。