2019 Fiscal Year Research-status Report
Life time improvement of super-high brightness and shor pulse electron source
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18K11931
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
金 秀光 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (20594055)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
許斐 太郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (20634158)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電子源 / 長寿命 / 超高輝度 / 短パルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、裏面照射型マルチアルカリ(CsK2Sb)の電子源を開発して、超高輝度・短パルス・低エネルギー幅の電子源の長寿命を目指す。
これまでに、申請者は裏面照射型GaAsフォトカソードを開発して、超高輝度・短パルス・低エネルギー幅の電子ビームの生成に成功したものの、使用寿命が短いと言う致命的な問題がある。
解決方法として、マルチアルカリ材料(CsK2Sb)を導入する。マルチアルカリカソードは大電流、短パルス、低エネルギー幅の電子ビームが生成できることから、加速器によく使われている。取り出し電流2 mA（2000 μA）において使用寿命は100時間以上と長い。取り出した電荷量で換算するとNGaAsの1000倍もある。
現段階で、申請者はK、Cs、Sbの蒸着装置を新しく開発し、10^-8 Pa以下の超高真空を実現した。450℃までに加熱処理をしたZnSe基板上に、Sbを数MLを蒸着し、その後KとCsを蒸着することで532nmの励起光において、電子ビームの生成を確認した。また、電子ビームの生成効率は基板の加熱処理と、Sb、KとCsの蒸着条件に左右するため、蒸着条件を検討しているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の計画では、第1年目にK、Cs、Sbの蒸着チャンバーの設計と作製で、超高真空度を実現することで、第2年目にはK、Cs、Sbを蒸着して電子ビームを生成することと蒸着条件を改善することで電子ビームの生成効率を向上することで、第3年目が取り出した電子ビームの評価を行うことと、寿命測定を行うことである。
進捗状況としては、第1年目に蒸着チャンバーの設計と作製をし、10^-8 Pa以下の超高真空を実現している。その後、昨年度にはZnSe基板の加熱処理とK、Cs、Sbの蒸着して、電子ビームの生成を確認した。また、蒸着条件を変えることで、532 nmの励行において、１％近いの量子効率を得ており、またその改善を行っている。
電子源の開発において、電子ビームの生成が一番の難関であり、これはすでに突破しており、実験順調に進んでいることである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の第3年目には超高輝度の達成と長寿命の実現である。532 nm励起光をフォトカソード裏面より照射し、輝度を測定する。これまでの裏面照射型NEA-GaAsカソードを凌駕する超高輝度を達成する。また、作製したCsK2Sbカソードに532 nm励起光を照射しながら、電流値の時間による変化を記録し、その寿命を測定する。また、取り出し電荷量を計算し、今までのNEA-GaAsをはるかに超える長寿命を実現する。
今後、電子ビームの評価と寿命の評価システムを設計、組み立て、超高輝度と長寿命を実現する計画である。
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| Causes of Carryover |
物品の製造の納品が予定より時間がかかったため、今年度に納品することにした。
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Research Products
(1 results)
