ZnO增强MgO薄膜的次级电子发射性能实验和理论研究

发布时间：2023-04-07 02:31

　　本研究采用热蒸镀结合低氧压热活化技术,在FTO玻璃表面沉积制备了厚度为200～300 nm的MgO薄膜和MgO-ZnO复合薄膜,比较测试了薄膜的次级电子发射性能。采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射、X射线光电子能谱仪、俄歇电子谱仪表征了薄膜材料的显微形貌、厚度、结构及元素深度分布。测试了薄膜的次级发射系数(δ)随一次电子能量(E_p)和持续电子束轰击时间的变化情况。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算分析了掺杂Zn²⁺的MgO薄膜的电子态密度分布。研究结果表明,相对于MgO薄膜,MgO-ZnO复合薄膜具有更优异的δ和耐电子束轰击稳定性。其在氧压5 Pa、500℃活化30 min后,在E_p为800 eV轰击时最大次级发射系数(δ_m)高达12.1,且经过E_p为600 eV、一次电子束流20μA持续轰击120 h后δ_m仍大于11。次级发射性能提升的主要原因是薄膜中ZnO的掺杂降低了MgO的禁带宽度,以及部分Zn单质的存在有效抵制了表面荷电效应。

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【文章目录】：
1 实验
    1.1 薄膜材料制备
    1.2 材料表征与测试
2 结果与讨论
    2.1 热蒸镀-热活化MgO薄膜的表征分析
    2.2 热蒸镀-热活化MgO-ZnO复合薄膜的表征分析
    2.3 MgO、MgO-ZnO薄膜次级电子发射性能研究
    2.4 掺杂Zn的MgO的电子态密度分布计算
3 结论



本文编号：3784909