论文部分内容阅读
微通道板(Microchannel Plate,MCP)是一种具有高长径比结构的二维真空电子倍增器件。在微光夜视仪、图像光子计数器、光电倍增管、电子显微镜、飞行时间质谱仪和中子探测器等领域具有非常广泛的应用。传统MCP性能受到其制备工艺的限制,打拿极导电层电阻特性和发射层二次电子发射特性受到微通道列阵基体材料的限制,且通过氢还原处理形成打拿极的工艺所带来的正离子反馈效应也会影响其性能。采用低压化学气相沉积(LPCVD)技术和热敏化技术制备的先进技术微通道板(AT-MCP)薄膜打拿极,在成膜质量、厚度控制和高长径比基体保形性涂覆能力方面也有一定的缺陷。而采用原子层沉积技术(ALD)制备的薄膜打拿极在这些方面都比传统MCP拿极技术和AT-MCP薄膜打拿极技术更加具有优势。且利用ALD技术的低温生长特性,还可以使塑料MCP薄膜打拿极的制备成为可能。因此,利用ALD技术将能够为高性能MCP的研制提供一条新的有力途径。本文选取了ZnO与Al2O3复合(AZO)薄膜和SiO2薄膜分别作为MCP薄膜打拿极导电层薄膜和发射层薄膜材料。采用ALD技术在平面衬底上制备AZO薄膜和SiO2薄膜。并研究了ALD-AZO薄膜电阻特性和ALD-SiO2薄膜二次电子发射特性。对采用ALD技术制备MCP薄膜打拿极具有一定的指导意义。对薄膜打拿极结构进行了设计。修正了ALD-AZO薄膜中Zn含量的理想计算公式。由SEM分析了ALD-AZO薄膜结构的变化,对不同薄膜结构ALD-AZO薄膜中Zn含量进行了ICP-AES测试。探究了沉积温度对ALD-AZO薄膜电阻的影响,研究了ZnO循环百分比和薄膜结构对ALD-AZO薄膜电阻的影响。最后,对ALD-SiO2薄膜的二次电子发射特性进行了研究。研究结果表明,修正理想Zn含量计算公式时,引入的腐蚀系数τ应取0.6823。ZnO和Al2O3层数都比较大的ALD-AZO薄膜结构为叠层结构,ZnO和Al2O3层数都比较小的ALD-AZO薄膜结构为AZO合金结构。沉积温度大于等于170℃,ZnO循环百分比在2066.7%范围内,且ZnO层数和Al2O3层数都在10以内的ALD-AZO薄膜电阻能够满足MCP薄膜打拿极导电层电阻的要求。5nm ALD-SiO2薄膜的二次电子发射特性能够满足MCP薄膜打拿极发射层对二次电子发射系数的要求。