Smith-Purcell superradiat using pre-bunched electron beam

• Project/Area Number: 17K06296
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Power engineering/Power conversion/Electric machinery
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: NEO YOICHIRO 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (50312674)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: アルカリ光電面 / バイアルカリ光電面 / スミス・パーセル超放射 / ホトカソード / 量子効率 / スミスパーセル超放射 / マルチアルカリ光電面 / バイアルカリ / コヒーレント効果 / 高周波デバイス / 真空電子デバイス / 超放射

Outline of Final Research Achievements

The photocathode with high quantum efficiency and fast response time had been studied for Smith-Purcell superradiant emission. Bi-alkali photocathode was adopted and its transmission spectra and quantum efficiency as a function of wave length were measured. we had found that there were two steps in K-Sb alloying process. The deposition of K was one of crucial condition for ideal K-Cs-Sb photocathode. As a result, K-Cs-Sb ptohocathode wiht over 10% quantum efficiency was successfully fabricated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で提案するプレバンチ方式によるSmith-Purcell超放射は、従来の超放射とは異なり電子パルストレインを入射電流に用いる。これにより超放射に至る閾値電流密度を著しく低減可能であり，これまで計算による予測のみであった超放射が比較的容易に実現可能となる。これによりサブミリ波帯・テラヘルツ帯における高出力，周波数可変，可干渉な光源となる。この波及効果は第5世代以降の大容量情報通信のみならずあらゆる高周波デバイスの高機能化に直結する重要なものである。
また本研究で明らかとしたバイアルカリ光電面の形成過程の詳細な物性は，光電子増倍管など光電面を利用するデバイス高機能化に貢献できる。

Research Products

• [Presentation] Bi-Alkali photocathode for a bunched electron beam (2019)
  • Author(s): Yusuke Sano, Yoichiro Neo, Hidenori Mimura
  • Organizer: 32nd International Vacuum Nanoelectronics Conference 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] K-Cs-Sbバイアルカリ光電面形成時のin-situ特性評価 (2019)
  • Author(s): 佐野祐輔, 三村秀典，細田 誠，根尾陽一郎
  • Organizer: 電気情報通信学会
• [Presentation] K-Cs-Sbバイアルカリ光電面形成時のin-situ特性評価 (2019)
  • Author(s): 佐野 祐輔、三村 秀典、細田 誠、根尾 陽一郎
  • Organizer: 応用物理学会
• [Presentation] バイアルカリ光電面の長寿命化 (2018)
  • Author(s): 高橋 隼斗，根尾 陽一郎，細田 誠，三村 秀典
  • Organizer: 2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会 21p-223-10
• [Presentation] アルカリ光電面を用いた超高速変調ビーム形成に関する基礎実験 (2018)
  • Author(s): 高橋隼斗，根尾陽一郎，細田 誠，三村秀典
  • Organizer: 電子情報通信学会 電子デバイス研究会 電子管と真空ナノエレクトロニクス及びその評価技術
• [Presentation] Bi-Alkali photocathode for a bunched electron beam (2018)
  • Author(s): H. Takahashi, R. Yoshitake, Y. Neo, and H. Mimura
  • Organizer: 31st International Vacuum Nanoelectronics Conference 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Alkali photocathode for ultrafast response time electron bunch train formation (2018)
  • Author(s): Hayato Takahashi, Ryo Yoshitake, Yoichiro Neo, Hidenori Mimura
  • Organizer: 31st International Vacuum nanoelectronics conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 高速パルス形成の為のSb-Cs光電面に関する研究 (2017)
  • Author(s): 吉武亮, 高橋隼斗, 根尾陽一郎, 三村秀典
  • Organizer: 電子情報通信学会信学技報信学技報
• [Patent(Industrial Property Rights)] 光反射素子 (2018)
  • Inventor(s): 根尾陽一郎, 冨田誠, 松本貴裕
  • Industrial Property Rights Holder: 根尾陽一郎, 冨田誠, 松本貴裕
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2018-081467
  • Filing Date: 2018