多碱阴极光电发射理论研究

摘要

测量了未经Cs-Sb激活的Na2KSb膜层和经过Cs-Sb激活的Na2KSb(Cs)膜层的光谱反射率.测量结果表明:两种膜层在200～700nm波长范围内光谱反射率基本相同,因此可以推断出这两种膜层的折射率也基本相同,说明经过表面Cs-Sb激活的Na2KSb(Cs)膜层内部的成份基本未发生变化,两种膜层的光程差基本相同;推断出Na2KSb膜层表面的Cs-Sb层很薄,其表面激活过程是一种表面效应.对Na2KSb(Cs)多碱阴极膜层进行了XPS能谱分析,测量结果表明Na2KSb(Cs)多碱阴极膜层表面除主要存在Na、K和Sb三种元素之外,还存在C、O以及少量的Cs元素;Na2KSb(Cs)多碱阴极膜层表面存在C和O的原因是在样品解封的过程中受到了污染.对Na2KSb(Cs)多碱阴极膜层表面进行时间为10s的氩离子刻蚀,再进行XPS分析,结果表明能谱中不再出现Cs原子的谱峰.对Na2KSb(Cs)多碱阴极膜层表面进行总时间为600s的氩离子刻蚀,XPS能谱中出现了Si原子的谱峰,说明氩离子已经刻蚀到阴极玻璃窗的表面.根据刻蚀时间分析,Na2KSb(Cs)多碱阴极膜层表面存在的Cs原子层的厚度约为3nm,并且该Cs原子层只是存在于多碱阴极膜层的表面,并未深入到多碱阴极的膜层内部,这也说明Na2KSb膜层的表面Cs激活是一种表面效应.测量了未经过Cs-Sb激活和经过Cs-Sb激活的两种多碱阴极样品的荧光谱,测量结果表明:经Cs-Sb激活的多碱阴极样品与未经过Cs-Sb激活的多碱阴极样品相比,其荧光谱的峰值强度有所增加,而荧光谱的峰值波长却有所减小.说明Na2KSb多碱阴极在Cs-Sb激活之后,跃迁电子的数量有所增加,同时跃迁电子的能级也有所提高,这种现象可以解释为多碱阴极在激活过程中的"体积"效应.所以多碱阴极在表面Cs激活过程中,既有表面效应,又有"体积"效应,而这种"体积"效应是指Na2KSb膜层内部的能带结构变化,并非Cs原子扩散到Na2KSb膜层内部.