微通道板薄膜打拿极二次电子发射特性研究

摘要

微通道板(MCP)是一种具有成千上万个特定孔型排列的大面阵电子倍增器。微通道阵列由于具有特定性结构而在微通道板、微全分析仪等方面发挥了重要的作用，而微通道板薄膜打拿极结构是微通道板器件的重要组成部分，因此薄膜打拿极的结构特性对整个微通道板器件性能具有重要意义。
　　本文对微通道板薄膜打拿极的结构进行设计并对打拿极各层薄膜进行材料选取、制备及性能分析。最终，提出Si衬底/绝缘层(2SiO)/导电层(非晶硅)/发射层(2SiO)、Si衬底/绝缘层(2SiO)/导电层(23ZnO/AlO,即AZO薄膜)/发射层(2SiO)和Si衬底/绝缘层(2SiO)/导电层(23ZnO/AlO)/发射层(23AlO)三种微通道板薄膜打拿极结构。采用低压化学气相沉积(LPCVD)法和原子层沉积(ALD)法对薄膜打拿极导电层和发射层材料进行实验样品的制备。采用超高阻测试仪、原子力显微镜和X射线衍射仪等测试仪器对导电层材料的电学性能、表面形貌及化学键结合能进行分析，得出ALD法制备的AZO复合薄膜打拿极导电层材料比LPCVD法制备的非晶硅材料更能满足微通道板对打拿极的要求。同时，提出薄膜打拿极发射层材料二次电子发射系数的测试方案。
　　对微通道板薄膜打拿极导电层和发射层制备和性能测试以后，对二次电子发射特性进行模拟仿真作进一步的深入研究。该模拟是以Si为衬底、2SiO为薄膜打拿极发射层的条件下进行的，通过模拟仿真证明了二次电子发射系数与入射角和原电子加速电压力三者之间的关系，力求在二次电子发射的理论上取得新突破。

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第一章 绪 论

1.1微通道板的工作原理、结构和类型

1.2微通道板的发展历史及应用

1.3微通道板薄膜打拿极技术发展

1.4本论文主要研究内容及意义

第二章 微通道板薄膜打拿极导电层结构和性能研究

2.1打拿极导电层薄膜材料的结构设计

2.2 LPCVD法制备非晶硅打拿极导电层薄膜

2.3 AZO纳米复合导电层薄膜的制备

2.4 AZO复合导电层薄膜的表征分析

第三章 薄膜打拿极发射层的制备与性能研究

3.1二次电子发射原理

3.2纳米发射层薄膜材料选取及膜层设计

3.3发射层薄膜的实验制备

3.4打拿极发射层薄膜性能测试的方案设计

第四章 微通道板薄膜打拿极二次电子发射特性模拟仿真

4.1二次电子发射特性模型建立

4.2二次电子发射特性的计算模拟和分析

第五章 总结与展望

4.1论文总结

4.2后期工作和展望

致谢

参考文献

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