超二代像增强器多碱阴极电子逸出机理研究

测量了超二代像增强器多碱阴极的光谱反射率和透射率,计算了多碱阴极的光谱吸收率。从光谱吸收率看出,当波长大于850 nm以后,多碱阴极的吸收率下降很快,但当波长大于915 nm之后,吸收率的下降变慢,同时吸收率低于5%。这说明多碱阴极的Na2KSb膜层存在一个915 nm的长波吸收限,入射光的波长如果大于该吸收限,多碱阴极将不吸收。多碱阴极在吸收光子之后的电子跃迁过程中,跃迁电子的能量增加小于所吸收的光子能量,即存在"能量损失"。光子的能量越高,跃迁电子的能级越高,能量损失越大。超二代像增强器Na2KSb阴极膜层在Cs激活之后,荧光的峰值波长向短波方向移动,发生"蓝移"现象,表明多碱阴极Na2KSb膜层在进行表面Cs激活之后,跃迁电子的能级有所升高。多碱阴极无论是单独采用Cs激活还是采用Cs、Sb同时激活,光谱响应的长波阈值基本相同,但光谱响应却不相同,原因是采用Cs、Sb同时激活时,Na2KSb阴极膜层存在"体积"效应。由于Na2KSb阴极存在长波吸收限,对应的光子能量为1.35 eV,因此如果多碱阴极的逸出功进一步降低并且低于1.35 eV时,尽管多碱阴极的光谱响应会进一步提高,但光谱响应的长波阈并不会向长波方向延伸,此时多碱阴极光谱响应的长波阈值由其长波吸收限所决定。     

多碱阴极激活过程中逸出功及电子跃迁变化研究

测量了未经过Cs激活、经过Cs激活以及经过Cs-Sb激活的三种多碱阴极的光谱响应及荧光谱。测量结果表明,Na2KSb阴极膜层经表面激活之后,阴极灵敏度和长波截止波长均有所增加,但荧光谱的峰值波长和峰值荧光强度基本保持不变。长波截止波长的增加说明逸出功降低,因此多碱阴极Na2KSb膜层经Cs激活之后,阴极灵敏度提高和长波截止波长增加的原因是逸出功的降低。Na2KSb膜层同时经过Cs-Sb激活之后,阴极灵敏度和长波截止波长较仅仅经过Cs激活的多碱阴极有进一步更大幅度的提高和增加,但同时荧光谱的峰值波长向短波方向移动,峰值荧光强度增加。荧光谱的峰值波长向短波方向移动,说明跃迁电子的能级有所升高,而荧光谱的峰值强度增加,意味着跃迁电子的数量增加。多碱阴极Na2KSb膜层经过Cs-Sb激活之后,跃迁电子的数量增加以及跃迁电子的能级升高,对阴极灵敏度的提高而言,所取得的作用相同。因此多碱阴极Na2KSb膜层经过Cs-Sb激活之后,阴极灵敏度和长波截止波长提高的原因除了表面逸出功降低之外,还有跃迁电子数量增加以及跃迁电子能级提高的原因。多碱阴极表面电子逸出机理至今仍未定论,因此要进一步提高多碱阴极的灵敏度,需要进一步研究多碱阴极表面激活过程中的客观规律,为进一步改进多碱阴极的制作工艺,提高多碱阴极的灵敏度提供理论指导。     

Na_2KSb光电阴极与GaAs光电阴极比较研究

测量了三代像增强器和超二代像增强器的阴极光谱反射率,结果表明在500～800 nm波长范围内,GaAs阴极的平均光谱反射率仅为6.5%,而Na2KSb阴极的平均光谱反射率却高达22%。采用减反技术之后,Na2KSb阴极的平均光谱反射率降为10%,与GaAs阴极相比还有一定的差距,因此还有进一步改进和提高的空间。测量了三代像增强器和超二代像增强器光电阴极的荧光谱,结果表明在785 nm波长激光的激发条件下,GaAs阴极的荧光谱峰值波长与Na2KSb阴极的荧光谱峰值波长基本相同,但荧光谱半峰宽和峰值强度却区别很大。说明GaAs阴极和Na2KSb阴极在吸收785nm波长光子后,所激发的电子跃迁的能级基本相同,但跃迁电子的数量区别却很大。GaAs阴极荧光谱的半峰宽较窄,说明GaAs阴极的晶格较Na2KSb阴极的晶格更完整。当Na2KSb阴极的膜层厚度从180 nm变为195 nm之后,由于跃迁电子距真空界面的距离增大,因此导致短波的量子效率减小。尽管膜层厚度加厚,长波光子的吸收更充分,但因受到电子扩散长度的限制,长波量子效率仅仅略有增加。这说明Na2KSb阴极的电子扩散长度远远小于GaAs阴极的电子扩散长度。GaAs阴极表面吸附Cs-O层之后,表面电子亲和势会降低,而多碱阴极表面吸附Cs-Sb层之后,不仅表面电子亲和势会降低,而且跃迁电子的能级会提高,跃迁电子的数量也会增加,这说明多碱阴极在进行表面Cs激活之后,阴极膜层内部的能带结构发生了变化。所以要提高多碱阴极的灵敏度,除了要控制好表面的Cs激活工艺之外,还需要控制好Na2KSb基础层的结构。只有一个结构良好的Na2KSb基础层,在Cs激活之后,能带结构的变化才会有利于跃迁电子能级的提高。     

多碱阴极XPS 分析研究

介绍了多碱阴极的特点及其在超二代像增强器中的应用。叙述了多碱阴极进行制作和封接,之后在XPS 分析仪器的预真空室中进行解封并送入仪器分析室进行分析的过程。对多碱阴极不同膜层厚度处各元素原子的百分比进行了XPS 分析。首先对多碱阴极的表面进行宽谱扫描,发现元素之后再针对各个元素进行窄谱扫描,之后进行氩离子刻蚀。刻蚀一定时间后再对多碱阴极表面进行宽谱或窄谱扫描,氩离子刻蚀一直进行到阴极玻璃窗的表面。通过氩离子刻蚀并结合XPS 能谱分析,得出了多碱阴极膜层内部不同厚度处Na 元素、K 元素和Sb 元素的原子百分比。结果表明:多碱阴极的结构是一种两层结构,即以Na2KSb 为基础层,表面再吸附Cs 原子层。两层膜层中,Na2KSb 基础层较厚,而Cs 原子层较薄,厚度仅为整个阴极膜层厚度的2.7%。另外,实测多碱阴极膜层中Na 原子、K 原子和Sb 原子数量的百分比并不完全遵循2:1:1 的化学计量比,并且在整个阴极膜层厚度范围内,三种元素的原子百分比并不保持恒定,未出现在某一位置处三种元素原子百分比达到2:1:1 的理想状态。原因是目前多碱阴极制作工艺对蒸发元素蒸发量的控制精度较低。理论和实践证明,只有获得具有严格化学计量比的Na2KSb 膜层才可能获得高的灵敏度,因此,如果采用分子束外延技术来制作多碱阴极,那么成分控制的精度将大大改善,2:1:1 的化学计量比才可能获得,阴极灵敏度才会得到进一步的提高。     

用量子产额谱分析多碱阴极中铯的作用

本文导出了半透明光电阴极的量子产额公式。光电阴极的量子产额可以用体积函数和表面函数来表示,当Na_2KSb光电阴极用铯(Cs)激活时,不仅改变了有效电子亲和势,而且改变了光电子的逸出深度。     

均匀掺杂GaAs光阴极表面势垒特性研究

根据激活过程中光电流变化规律及原位光谱响应测试,模拟了GaAs光阴极表面势垒的形成过程,在光阴极表面双偶极子模型的基础上作了修正,建立了三偶极子模型。新模型认为,光阴极表面势垒由三个偶极层套构而成,第一偶极层由GaAs（Zn）-Cs+偶极子组成,第二偶极层由Cs2O偶极子组成,第三偶极层由GaAs-O-Cs偶极子组成,第二、三偶极层嵌入第一偶极层中。根据隧道效应与量子效率测试结果,确立了势垒中分段均匀的电势分布,计算得出势垒宽度为1.65 nm,有效电子亲和势为-0.44 eV。新模型的建立对理解光电阴极表面发射机理具有重要意义。     

GaAs光电阴极Cs,O吸附研究

提出了基于第一性原理的密度泛函理论框架下的广义梯度近似投影缀加波赝势法,在结构优化的基础上采用平板模型计算了GaAs（110）表面单一吸附0.5 ML Cs元素、单一吸附0.5 ML O元素及0.5 ML Cs、0.5 ML O共吸附系统的特定吸附位、吸附系统总能及吸附系统的电子结构。吸附系统总能的计算结果对比及电子结构图表明:当Cs、O元素吸附量在GaAs（110）表面达到=1 ML时,它们并非各自在表面形成局域畴形态的竞争性共化学吸附,而是将在表面形成混合均匀相的协同共化学吸附。采用偶极子校正进一步计算三种吸附系统的功函数分别是4.423 eV、5.749 eV、4.377 eV,从而得出GaAs光电阴极制备过程中提高并保持光电阴极发射性能的方法及机理。     

TiO2薄膜基底上制作多碱光电阴极的探索研究

在TiO_2薄膜基底上制作多碱光电阴极,发现多碱光电阴极制作工艺无法正常进行,多碱光电阴极的颜色为暗黑色,并且阴极灵敏度非常低,而正常的多碱光电阴极应为红褐色。其中TiO_2薄膜基底利用原子层沉积(ALD)工艺制备在玻璃窗上,并且具有锐钛矿晶体结构。X射线衍射仪(XRD)分析发现,制作多碱阴极后的TiO_2薄膜样品锐钛矿衍射峰基本消失,另外X射线光电子能谱(XPS)分析发现该TiO_2薄膜样品不同深度均存在Na元素,由此表明是Na元素渗透到TiO_2薄膜中,破坏了薄膜的晶体结构,并且导致多碱光电阴极灵敏度非常低。为此提出了一种在制作多碱光电阴极之前,在TiO_2薄膜上利用ALD工艺制作一层Al_2O_3钝化膜的方法。经过实验验证,证实该方法可以有效避免Na元素渗透到TiO_2薄膜,同时多碱光电阴极制作过程可正常进行,多碱光电阴极的颜色为红褐色,阴极灵敏度超过800mA/lm。这为将来深入研究采用TiO_2薄膜作为多碱光电阴极的减反膜打下了基础。     

低能电子束扫描技术测量逸出功分布

本文利用低能电子束扫描技术,用慢扫描电路与 x-y 记录仪匹配的方法,分析了表面逸出功分布及其变化。对钡钨阴极的测量表明:它激活前后,寿命过程逸出功分布有明显的变化;氧化物阴极的逸出功分布比钡钨阴极更不均匀。激活良好的阴极,逸出功分布符合 Gauss 分布。本文还观察了 W 与 Si 单晶的低能电子反射现象,测得 Si(100)面自费米能级到导带底的宽度 E_C=1.2eV,电子亲和势 x≈3.6eV。     

多碱光电阴极光电发射过程研究

论述了多碱阴极及光致荧光的特点,测量了多碱阴极在514.5 nm和785 nm波长激光激发条件下的荧光谱。结果表明,多碱阴极在514.5 nm波长激光激发条件下,荧光峰值强度比785 nm波长激光激发条件下荧光峰值强度强40倍,说明514.5nm波长的电子跃迁几率低于785nm波长的电子跃迁几率,同时514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长为860 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长为870 nm,514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移为345 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移仅为85 nm,说明514.5 nm波长激发的跃迁电子的能量损失远大于785nm波长激发的跃迁电子的能量损失。原因是短波光子的能量较高,所激发的跃迁电子来源于较深能级,因此能量损失较大。多碱阴极的量子效率在2.11 eV达到最大,当光子的能量大于2.11 eV以后,由于跃迁电子的能量损失随光子能量的增加而增加,因此多碱阴极的量子效率随光子能量的增加而减小。多碱阴极的量子效率与电子跃迁几率成正比,但实测的量子效率曲线与电子跃迁几率曲线的峰值波长不一致,原因是随着光子能量的增加,跃迁电子的能级也增加,当电子跃迁的几率达到最大并下降时,尽管跃迁电子的几率减小,但因电子跃迁的能级还在提高,因此量子效率仍在增加。只有当跃迁几率的因素超过能级的因素以后,量子效率才随光子能量的增加而减小,因此造成量子效率曲线的峰值波长与跃迁几率的峰值波长不一致。通过多碱阴极光致荧光谱的分析,揭示了多碱阴极电子跃迁过程中的客观规律,解释了多碱阴极量子效率在达到最大值之后,量子效率随光子能量增加而减小以及多碱阴极量子效率存在短波限的原因。     

Technology innovation and process integrations for sub-100nm gate patterning

This paper presents a brief overview of the Applied Centura(R)DPS(R)system,configured with silicon etch DPS Ⅱ chamber, with emphasis on discussing tuning capability for CD uniformity control. It also presents the studies of etch process chemistry and film integration impact for an overall successful gate patterning development. Discussions will focus on resolutions to key issues, such as CD uniformity, line-edge roughness, and multilayer film etching integration.     

White organic light-emitting devices based on fac tris（2- phenylpyridine） iridium sensitized 5,6,11,12-tetraphenylnap -hthacene

We have fabricated the white organic light-emitting devices （WOLEDs） based on 4,4＇ -bis（2,2 -diphenyl vinyl）-1,1＇ - biphenyl （DPVBi） and phosphorescence sensitized 5,6,11,12,-tetraphenylnaphthacene （rubrene）. The device structure is ITO/2T-NATA （20 nm）/NPBX （20 nm）/CBP： x%Ir（ppy）3：0.5% rubrene （8 nm）/NPBX （5 nm）/DPVBi （30 nm）/Alq（30 nm）/LiF（0.5 nm）/A1. In the devices, DPVBi acts as a blue light-emitting layer, the rubrene is sensitized by a phosphorescent material, fac tris （2-phenylpyridine） iridium [Ir（ppy）3], acts as a yellow light-emitting layer, and N,N＇ -bis- （1-naphthyl）- N,N＇ -diphenyl -1, 1＇ -biphenyl-4,4＇ -diamine （NPBX） acts as a hole transporting and exciton blocker layer, respectively. When the concentration of Ir （PPY）3 is 6wt%, the maximum luminance is 24960 cd/m^2 at an applied voltage of 15 V, and the maximum luminous efficiency is 5.17 cd/A at an applied voltage of 8 V.     

Complete approach to automatic identification and sub-pixel center location for ellipse feature

To meet the need of automatic image features extraction with high precision in visual inspection, a complete approach to automatic identification and sub-pixel center location for similar-ellipse feature is proposed. In the method, the feature area is identified automatically based on the edge attribute, and the sub-pixel center location is accomplished with the leastsquare algorithm. It shows that the method is valid, practical, and has high precision by experiment. Meanwhile this method can meet the need of instrumentation of visual inspection because of easy realization and without man-machine interaction.     

小角度扩展相关性近似算法分析

本论文提出一种在多天线MIMO信道相关性建模中小角度扩展近似理论算法,并应用于分析MIMO系统性能。分析中分别对三种不同角能量分布情况下的空间相关性研发快速近似计算法,并同时提出双模(Bi-Modal)角能量分布情况下的近似运算。通过分析这些新方法的近似效率,可以得到计算简单、复杂度低、而且符合实际的MIMO相关信道矩阵,对系统级的快速高效计算法的研究和系统级的评估以及误差分析具有重要的意义。     

A Versatile Mixed-Signal Pin Approach for Cost-Effective Test of Automotive ICs

Integrated circuits (ICs) intended for increasingly sophisticated automotive applications bring unique test demands. Advanced ICs for applications such as highly integrated automatic braking system (ABS) and airbag controllers combine high voltage digital channels, significant VI demands and precise timing capability. Along with continued missioncritical reliability concerns, the trend toward higher voltage operation and increased device integration requires specialized test capabilities able to extend across the wide operating ranges found in automotive applications. Among these capabilities, automotive test requirements increasingly dictate a need for a cost-effective versatile mixed-signal pin electronics with very high data rates reaching up to 50MHz with a voltage swing of-2 V to +28 V.     

Optical vibration and deviation measurement of rotating machine parts

It is of interest to get appropriate information about the dynamic behaviour of rotating machinery parts in service. This paper presents an approach of optical vibration and deviation measurement of such parts. Essential of this method is an image derotator combined with a high speed camera or a laser doppler vibrometer （LDV）.     

INTEGRATION OF OPTICAL AND WIRELESS NETWORKS

正For a long time,optical and wireless systems/net-works are developed in separate communities witha few attempts for in-depth convergence.In fact,it prom-ises many advantages to combine the optical and wire-less technologies in the levels of systems and networks.Recently,both academia and industry have made manyefforts to enter a new phase of development to take op-tical and wireless systems as fully integrated networks.To provide high bandwidth and reliable service for bothfixed and mobile users,a well-designed network must     

社长序言（英文）

正Happy New Year!As we step into a new year,we take a look back at the key feature topics covered in China Communications over the past 12 months and set out our expecta-     

云计算专题（英文）

正Cloud computing is a novel computing paradigm that utilizes remote cloud resources to achieve a high-performance computation.Cloud provides infrastructure,platform and software as different on-demand services.China has made remarkable progress in cloudbased products and operating system technology.The government,enterprises and research institutions are all active in the development of cloud computing-related projects.Despite the progress,many important problems     

Call for Papers—Feature Topic,Vol.12,No.3,2015

正Smart Grid Communications The electric power industry is undergoing profound changes as the industry aims to capture the promise of a smart grid for a sustainable energy future.Enabled by the advanced sensing devices such as Phasor Measurement Units(PMUs),increasingly powerful