2021 Fiscal Year Annual Research 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 – 2022-03-31
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| Keywords | マルチアルカリカソード / 長寿命 / 超高輝度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「研究目的」本研究では、使用寿命が短い負の電子親和力(NEA)表面を持つGaAsカソードの代わりに、マルチアルカリ材料(CsK2Sb)を新しく導入する。また、CsK2Sb材料を用いて、裏面照射型フォトカソードを開発することで、電子ビームの超高輝度を実現しつつ、長寿命を実現する。
「研究実施計画」CsK2Sb系はバンドギャップは2eV程度であるため、532 nmの励起光（hν: 2.33 eV）で励起できる。また、532 nmの励起光の透過を考え、バンドギャップが2.7 eVであるZnSe基板を導入した。CsK2SbはGaAs基板やSi基板上によく作製する。ZnSeは格子定数などのパラメーターがGaAsと近いことから、ZnSe基板上にCsK2Sbが成膜できる。
CsK2Sbを作製する前のZnSe基板の表面処理は、カソード作製のキーポイントである。申請者はいろいろな薬品を試し、最終的にHF処理がZnSeの酸化膜を除去に有効であることを見つけた。また、表面処理後真空チェンバ―に導入し、500℃まで加熱すると、表面不純物を除去され、カソードの作製への影響が小さいことが分かった。
申請者は、ZnSe基板上にCsK2Sbを蒸着法で作製し、1～2％の量子効率を得ることに成功した。ZnSe基板の導入は世界初である。また、寿命もNEA表面を持つGaAsカソードより長いことを見事に確認した。本成果は新型電子源の開発であり、電子顕微鏡、リソグラフィーなどへの応用が期待される。
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[Journal Article] Bulk-Sensitive Spin-Resolved Resonant Electron Energy-Loss Spectroscopy (SR-rEELS): Observation of Element- and Spin-Selective Bulk Plasmons2021
Author(s)
Shin-ichi Kimura, Taishi Kawabata, Hiroki Matsumoto, Yu Ohta, Ayuki Yoshizumi, Yuto Yoshida, Takumi Yamashita, Hiroshi Watanabe, Yoshiyuki Ohtsubo, Naoto Yamamoto, Xiuguang Jin
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Journal Title
Rev. Sci. Instrum.
Volume: 92
Pages: 093103
DOI
Peer Reviewed
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