GaAs光电阴极多信息量测试系统设计

为了优化GaAs光电阴极制备工艺,设计了一个用于GaAs光电阴极制备过程监控的多信息量测试系统.系统采用了先进的现场总线技术,可在线测试阴极加热净化过程中真空度随温度的变化曲线,阴极激活过程中光电流、真空度、Cs源和O源电流的变化曲线,以及阴极激活后的光谱响应曲线.光电流测试精度可达1 nA,光谱响应曲线测量范围在400～1 000 nm.利用该系统对阴极制备过程进行了监测,并给出了测试结果.     

梯度掺杂GaN光电阴极的光谱响应测试与分析

用光谱响应测试仪得到了反射式梯度掺杂GaN光电阴极在激活和衰减过程中的光谱响应曲线,发现此曲线不断发生变化。在激活过程中光谱响应不断提高,且长波响应提高较快;衰减过程中光谱响应不断下降,长波响应下降得更快。结果表明：光谱响应曲线的变化与光电阴极高能光电子的逸出有关。GaN光电阴极发射的电子能量分布随入射光子能量升高而向高能端偏移,阴极表面势垒形状的变化对低能光激发电子的影响更大,导致光谱响应曲线随入射光波长改变而产生了不同的变化。     

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...     

Ⅲ-Ⅴ族半导体NEA光电阴极智能激活测试系统设计及应用研究

Ⅲ-Ⅴ族半导体负电子亲和势(NEA)光电阴极智能激活测试系统是为研究、制备NEA光电阴极材料提供的一个多信息实验数据自动采集和处理平台.它的亮点在于:在该系统上不但能完成GaAs NEA光电阴极激活,而且能进行GaN NEA.光电阴极激活的研究.其使用波长范围已从初级研究的400～1000nm延展到了200～1000n...     

NEA GaN光电阴极光电发射机理研究

围绕GaN光电阴极NEA特性的成因,结合激活过程中光电流变化规律和成功激活后阴极表面模型,研究了NEA GaN光电阴极光电发射机理.实验表明:NEA GaN激活过程中光电流在约1 min之内就可达到峰值,Cs/O激活时引入O后光电流的增长幅度不大.根据Spicer光电发射理论,给出了反射模式NEA GaN光电阴极量子产额理论公式,激活成功后GaN光电阴极NEA特性的成因可以用双偶极层模型[GaN(Mg):Cs]:Cs-O解释.     

GaN光电阴极测试与评估技术研究

GaN光电阴极的制备成功与否需用科学手段加以评估.在GaAs光电阴极多信息量测试系统的基础上,增设紫外光源,并对评估软件重新加以编写,设计出GaN光电阴极测试评估系统.利用该系统测试了GaN光电阴极在制备过程中的Cs源电流、O源电流、光电流和激活室真空度等多个信息量,并利用激活后的光谱响应对阴极进行了评估,实现了对GaN光电阴极性能的客观评价.     

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。     

光电、光敏与发光材料

0207963负电子亲和势光电阴极评估技术研究[刊]/钱芸生//真空科学与技术学报.—2001,21(6).—445～447,451(K)阐述了负电子亲和势(NEA)光电阴极的评估原理,用 NEA 光电阴极的量子产额理论曲线对测试获得     

Cs、O激活对GaAsP光阴极光谱响应特性的影响

为了探究Cs、O激活电流对透射式GaAsP光阴极光谱响应特性的影响,通过光谱响应测试仪测试不同Cs、O电流激活后的透射式GaAsP光阴极光谱响应曲线,结果表明,随着铯氧蒸发电流比的减小,GaAsP光阴极光谱曲线的形状会发生一定的改变,长波响应能力逐渐降低、短波响应能力逐渐提高。利用双偶极层模型理论,分析认为铯氧蒸发电流比的改变影响了GaAsP光阴极表面势垒的形状,使得不同激发能量的光电子通过隧道效应穿越表面势垒宽度发生变化,从而影响GaAsP光阴极光谱响应特性。根据此现象对进一步提高GaAsP光阴极在530 nm特征波长的量子效率具有积极的意义。     

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.     

Application of negative electron affinity materials to imaging devices

Recent advances in materials technology, activation technology, and device technology have brought to fruition practical imaging devices utilizing NEA photoemitters. This paper describes the characteristics of proximity-focused image tubes utilizing large-area semitransparent, single-crystal III-V photocathode structures. Since the spectral response of the photocathode is determined by choice of the material used as the photoemitting layer, specific choices allow optimization for specific applications; e.g., laser illuminators. The material selection criteria and methods of fabricating the photocathode material structure will be discussed. The use of NEA materials allows the separation of the bulk photocathode material from other tube processing variables and has allowed a high degree of reproducibility from device to device. Specific device characteristics to be included in this discussion are resolution, stability of the photocathode during operation, and photocathode spectral data.     

NEA光电阴极研究的最新进展及其制备技术探讨

以GaAs为代表的NEA光电阴极的应用范围越来越广,经过几十年的发展,NEA光电阴极的研究已经取得比较显著的成就,但就NEA光电阴极本身而言,尚有许多问题没研究清楚.从NEA光电阴极的掺杂方式、激活工艺、性能评估、铟封工艺和稳定性等方面探讨了最新的研究进展,给出了最新的技术指标及实现这些指标的方法,为下一步的深入研究提供必要的参考.     

光电成像系统的绝对光谱响应效率测量及分析

为了准确测量光电成像系统的绝对光谱响应效率,采用光学系统光能量传递公式以及图像传感器的物理模型,得到了光电成像系统绝对光谱响应效率的计算公式,在此基础上设计了基于积分球、多光谱发光二极管光源、标准探测器及透射式平行光管的光电成像系统绝对光谱响应效率测量装置,并对光谱响应效率已知的可见光数字相机进行实验测量和分析。结果表明,在380nm~1100nm波长范围内测量装置测得的可见光数字相机的绝对光谱响应效率与标准值具有较好的一致性,最大相对误差为1.7%,各波长点的测量不确定度在置信概率为95%时均小于0.2%,满足一般的测量要求。该装置能够准确地对光电成像系统的绝对光谱效应效率进行测量。     

云母1/4波片光谱性能分析

为了研究多次相干反射对云母1／4波片延迟量及透过率光谱性能的影响,根据光学薄膜干涉理论推导出考虑波片多次相干反射后的琼斯矩阵,讨论了镀增透膜前后波片延迟量及透过率光谱性能的变化。用椭偏仪和分光光度计测量了波片镀增透膜前后延迟量及透过率的光谱曲线,发现镀膜前波片的延迟量和透过率有明显的周期性振荡现象且曲线振荡峰值间隔和理论计算基本相符,而在镀增透膜后波片延迟量及透过率的振荡被很好地消除了,其光谱性能得到了改善。     

电子束时间展宽皮秒分幅相机

研制了基于电子束时间展宽技术和微通道板（microchannel plate,MCP）选通技术的时间展宽分幅相机。相机有三条厚度80 nm、宽度8 mm的微带阴极,阴极上加载斜率为2.1 V/ps的高压斜坡脉冲,使得先发射的电子较后面的电子速度快,经过50 cm的漂移区后,电子束产生时间展宽,从而提高相机时间分辨率。阴极和MCP均加载了脉冲电压,因此,需要精确同步光脉冲、阴极脉冲和MCP选通脉冲,分析了完整的同步过程。当阴极仅加直流电压,无电子束时间展宽时,获得相机的时间分辨率为78 ps。当阴极加载高压斜坡脉冲时,电子束时间展宽技术将系统的时间分辨率提高至12 ps。改变延时,将光脉冲分别同步在斜坡脉冲不同位置,获得了时间分辨率与同步位置的关系。     

Selective emission of electrons from patterned negative electronaffinity cathodes

We have observed electron emission into vacuum from the exposed areas of a patterned p⁺⁺-GaAs substrate which was coated with cesium and oxygen. The emission barrier is a double layer of titanium-tungsten/silicon nitride. The exposed areas of the cathode were activated to the negative electron affinity (NEA) condition. It has been an open question whether it would be possible to activate the exposed areas of a patterned GaAs cathode. This result opens the possibility of utilizing NEA cathode technology for projection electron beam lithography tools, NEA-based vacuum microelectronics devices, and a combination of bulk devices with NEA emitters. A picture of an emission pattern projected onto a phosphor screen is presented. Auger depth profile was used to determine the stability of the TiW/GaAs interface through the activation procedure. Short and long term current stability were measured. A technique for cathode recovery and reactivation has been developed     

The application of semiconductors with negative electron affinity surfaces to electron emission devices

Semiconductors with negative electron affinity (NEA) surfaces are used as photoemitters, secondary emitters, and cold-cathode emitters. A comprehensive review of the characteristics and applications of these materials is presented, the concept of NEA is described, and a comparison is made between NEA and conventional emitters. Electron generation, transport, and emission processes of NEA emitters are discussed. NEA III-V compound photocathodes, especially GaAs, are described with respect to their fabrication, performance, and applications to photomultipliers and image intensifier tubes. The structure and performance of NEA secondary emitters are presented. NEA GaP secondary-emission dynodes represent the most important device application. NEA cold cathodes, using GaAs, Ga(As, P), or Si, have been investigated, and their performance characteristics are summarized. NEA Si cold cathodes have been incorporated in developmental TV camera tubes. The characteristics of these tubes are reviewed.