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球壳结构金阴极及其X射线光电发射特性

王瑜英 阎大伟 谭秀兰 王雪敏 高扬 彭丽萍 易有根 吴卫东

球壳结构金阴极及其X射线光电发射特性

王瑜英, 阎大伟, 谭秀兰, 王雪敏, 高扬, 彭丽萍, 易有根, 吴卫东
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  • 以聚苯乙烯微球为模板, 采用种子-生长法在聚苯乙烯微球表面镀覆金球壳层, 以不同浓度旋涂分散在阴极衬底上, 热处理去除聚苯乙烯模板, 初步制备出表面具有金球壳结构的反射式金阴极样品, 通过金相显微镜和扫描电镜研究其表面形貌, 结果表明: 阴极表面球壳的直径约为10 μm, 高温去除聚苯乙烯微球模板后金沉积层具有良好的自支撑性, 球壳厚度约70-90 nm, 球壳表面主要由30-60 nm的晶粒突起组成. X射线光电发射测试表明, 反射式球壳结构阴极在200-1500 eV波段光电效率相对于平面薄膜阴极有明显提升, 其量子效率可达到平面阴极的3倍以上, 理论分析表明: 球壳结构阴极特殊的表面结构引起光电发射面积的增大和表面势垒的降低, 是阴极光电发射效率提高的主要原因.
    [1]

    Shang W L, Yang J M, Dong Y S 2013 Appl. Phys. Lett. 102 094105

    [2]

    Zhang Q F, Large N, Nordlander P, Wang H 2014 J. Phys. Chem. Lett. 5 370

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    Zeng P, Yuan Z, Deng B, Yuan Y T, Li Z C, Liu S Y, Zhao Y D, Hong C H, Zheng L, Cui M Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 155209 (in Chinese) [曾鹏, 袁铮, 邓博, 袁永腾, 李志超, 刘慎业, 赵屹东, 洪才浩, 郑雷, 崔明启 2012 物理学报 61 155209]

    [4]

    Yuan Z, Liu S Y, Cao Z R, Li Y F, Chen T, Li H, Zhang H Y, Chen M 2010 Acta Phys. Sin. 59 4967 (in Chinese) [袁铮, 刘慎业, 曹柱荣, 李云峰, 陈韬, 黎航, 张海鹰, 陈铭 2010 物理学报 59 4967]

    [5]

    Wang Y Y, Gao Y, Wang X M, Cao Z R, Yi Z, Xu X B, Yi Y G, Wu W D 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 2627 (in Chinese) [王瑜英, 高扬, 王雪敏, 曹柱荣, 易早, 徐习斌, 易有根, 吴卫东 2013 强激光与粒子束 25 2627]

    [6]

    Cao Z R, Dong J J, Yang Z H, Zhan X Y, Yuan Z, Zhang H Y, Jiang S E, Ding Y K 2013 Acta Phys. Sin. 62 045205 (in Chinese) [曹柱荣, 董建军, 杨正华, 詹夏宇, 袁铮, 张海鹰, 江少恩, 丁永坤 2013 物理学报 62 045205]

    [7]

    Feng J, Engelhorn K, Cho B I, Lee H J, Greaves M, Weker C P, Falcone R W, Padmore H A, Heimann P A 2010 Appl. Phys. Lett. 96 134102

    [8]

    Tan X L, Niu G, Li K, Luo J S, Wu W D, Tang Y J 2012 Rare Metal Materials and Engineering 41 169 (in Chinese) [谭秀兰, 牛高, 李恺, 罗江山, 吴卫东, 唐永建 2012 稀有金属材料与工程 41 169]

    [9]

    Tan X L, Niu G, Li K, Luo J S, Wu W D, Tang Y J 2013 Rare Metal Materials and Engineering 42 162 (in Chinese) [谭秀兰, 牛高, 李恺, 罗江山, 吴卫东, 唐永建 2013 稀有金属材料与工程 42 162]

    [10]

    Kane E O 1966 Phys. Rev. 147 335

    [11]

    Henke B L, Knauer J P, Premaratne K 1981 J. Appl. Phys. 52 1509

    [12]

    Dowell D, Schmerge J 2009 Phys. Rev. ST-Accel. Beams 12 074201

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    [12]

    Dowell D, Schmerge J 2009 Phys. Rev. ST-Accel. Beams 12 074201

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-11
  • 修回日期:  2014-11-10
  • 刊出日期:  2015-05-05

球壳结构金阴极及其X射线光电发射特性

  • 1. 中南大学物理与电子学院, 长沙 410083;
  • 2. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900

摘要: 以聚苯乙烯微球为模板, 采用种子-生长法在聚苯乙烯微球表面镀覆金球壳层, 以不同浓度旋涂分散在阴极衬底上, 热处理去除聚苯乙烯模板, 初步制备出表面具有金球壳结构的反射式金阴极样品, 通过金相显微镜和扫描电镜研究其表面形貌, 结果表明: 阴极表面球壳的直径约为10 μm, 高温去除聚苯乙烯微球模板后金沉积层具有良好的自支撑性, 球壳厚度约70-90 nm, 球壳表面主要由30-60 nm的晶粒突起组成. X射线光电发射测试表明, 反射式球壳结构阴极在200-1500 eV波段光电效率相对于平面薄膜阴极有明显提升, 其量子效率可达到平面阴极的3倍以上, 理论分析表明: 球壳结构阴极特殊的表面结构引起光电发射面积的增大和表面势垒的降低, 是阴极光电发射效率提高的主要原因.

English Abstract

参考文献 (12)

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