隨著現(xiàn)代電子加速器對(duì)電子束品質(zhì)要求的不斷提高,傳統(tǒng)的光陰極器件在量子效率與工作壽命的改善研究中遇到了不少瓶頸。而電注入式陰極電子源利用晶體管的電流控制方式,無(wú)需光源,可實(shí)現(xiàn)對(duì)電流發(fā)射密度和發(fā)射電子束脈沖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、靈活的控制,有望成為一種滿足現(xiàn)代電子加速器需求的新型高性能電子源,并對(duì)拓展電子源應(yīng)用領(lǐng)域也有著積極意義。本文首次提出并簡(jiǎn)要分析了一種新型的電注入鋁鎵砷/鎵砷（AlGaAs/GaAs）負(fù)電子親和勢(shì)（NEA）陰極的基本工作機(jī)理,并結(jié)合理論和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果,設(shè)計(jì)了一個(gè)可行的電注入陰極器件結(jié)構(gòu)模型;利用光刻-感應(yīng)耦合等離子體（ICP）刻蝕法制備了AlGaAs/GaAs陣列,同時(shí)結(jié)合其掃描電子顯微鏡（SEM）形貌圖和工藝過(guò)程,分析陣列制備中高Al組分AlGaAs層出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的原因,并獲得了較為理想的發(fā)射層陣列。本文以光刻膠作為微米陣列的保護(hù)層,采用熱阻蒸發(fā)與電子束蒸發(fā)法進(jìn)行金屬的沉積,剝離形成電子注入層電極,同時(shí)結(jié)合陰極的熱凈化實(shí)驗(yàn)、I-V特性測(cè)試和二次離子質(zhì)譜（SIMS）等結(jié)果,分析了Ag電極短路問(wèn)題,并驗(yàn)證了Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)電極的熱穩(wěn)定性;通過(guò)在器件結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)并制備500nm的二... 

【文章來(lái)源】：東華理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 本文研究背景
    1.2 電子源陰極簡(jiǎn)介
        1.2.1 熱陰極
        1.2.2 場(chǎng)致發(fā)射陰極
        1.2.3 光電發(fā)射陰極
    1.3 本文研究意義
    1.4 本論文主要章節(jié)安排
2 電注入AlGaAs/GaAs NEA陰極工作機(jī)理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 電注入AlGaAs/GaAs NEA陰極理論基礎(chǔ)
        2.1.1 NEA GaAs光陰極
        2.1.2 電注入AlGaAs/GaAs NEA陰極理論模型
    2.2 電注入AlGaAs/GaAs NEA陰極器件結(jié)構(gòu)
        2.2.1 器件結(jié)構(gòu)
        2.2.2 發(fā)射層微米陣列的制備方法
    2.3 本章小結(jié)
3 電注入AlGaAs/GaAs陰極材料制備工藝
    3.1 電注入AlGaAs/GaAs陰極材料的制備
        3.1.1 電注入AlGaAs/GaAs陰極材料的制備工藝流程
        3.1.2 光刻版的設(shè)計(jì)
    3.2 絕緣層的制備
2 薄膜的生長(zhǎng)方法">        3.2.1 SiO₂ 薄膜的生長(zhǎng)方法
2 薄膜的沉積">        3.2.2 SiO₂ 薄膜的沉積
        3.2.3 光刻曝光
2 薄膜的刻蝕">        3.2.4 SiO₂ 薄膜的刻蝕
    3.3 發(fā)射層微米陣列的制備工藝研究
        3.3.1 發(fā)射層微米陣列的制備
        3.3.2 不同ICP刻蝕掩膜層分析
        3.3.3 不同刻蝕工藝對(duì)發(fā)射層陣列形貌影響
    3.4 本章小結(jié)
4 電子注入層電極的制備工藝
    4.1 電子注入層電極的制備原理與方法
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)原理
        4.1.2 套刻光刻膠的選擇
        4.1.3 金屬沉積
        4.1.4 沉積金屬材料
    4.2 電子注入層Ag和 Ti基電極的制備工藝
        4.2.1 形成陣列保護(hù)層
        4.2.2 Ag和 Ti/Pt/Au的沉積
        4.2.3 剝離
        4.2.4 高溫處理
    4.3 電極材料的選擇分析
        4.3.1 高溫?zé)醿艋^(guò)程模擬
        4.3.2 元素深度分布分析
        4.3.3 Ti基電極的熱穩(wěn)定性測(cè)試
    4.4 電子發(fā)射特性模擬測(cè)試
        4.4.1 電子發(fā)射特性的模擬測(cè)試原理
        4.4.2 模擬測(cè)試結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 電注入AlGaAs/GaAs NEA陰極制備工藝
    5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        5.1.1 超高真空激活系統(tǒng)
        5.1.2 電子注入測(cè)試裝置
    5.2 電注入AlGaAs/GaAs NEA陰極的制備
        5.2.1 熱凈化處理
        5.2.2 陰極的Cs-F激活
        5.2.3 電注入AlGaAs/GaAs NEA陰極的電子發(fā)射性能測(cè)試
        5.2.4 測(cè)試結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間的主要科研成果



本文編號(hào)：3160994