高延军[1]2008年在《二维电子倍增器及其新技术研究》文中研究表明微光夜视技术拓展了人眼的视觉范围,自上个世纪中期以来得到了迅猛的发展。新思想、新概念、新材料、新工艺和新技术的不断涌现,推动着夜视器件与技术的发展。由于光电子技术的需求牵引,二维电子倍增器件得到了很快的发展,其中微通道板(MCP)和微球板(MSP)电子倍增器就是典型的实例。微通道板电子倍增器是由大量平行堆积的单通道电子倍增器组成的具有蜂窝状结构的二维阵列,其对核中粒子和短波辐射均有响应,在微光夜视、高分辨显像管和示波管、光电倍增管、图像光子计数器以及粒子探测等领域有重要应用价值。目前,叁代像管工艺成熟,四代像管已开始进入研究阶段。微通道板是像管的关键部件,也在更新换代,其相关的新技术不断涌现,性能不断提高,已引起国内外的广泛重视,这方面的研究工作对于研制新型微通道板器件,提高像管性能具有重要理论价值和实用意义。本论文结合先进技术微通道板(AT-MCP)电子倍增器,微球板电子倍增器(MSP)和硅微通道阵列电化学微加工等新技术进行了深入的理论分析和实验研究,取得了较大进展。其主要研究工作如下:1.介绍了微通道板电子倍增器的结构、特点以及发展概况,论述了微通道板新技术的主要特点、研究现状和发展背景。2.新型先进技术微通道板技术研究20世纪90年代中期美国伽利略公司提出采用半导体技术制备微通道板,称此MCP为先进技术微通道板(AT-MCP),与玻璃纤多纤维拉制工艺的还原铅硅酸微通道板(RLSG-MCP)相比具有许多优点,被认为是微通道板制作工艺技术上的新变革。硅基微孔深通道阵列的形成和连续打拿极的制作是这种AT-MCP技术的两项关键工艺技术。本文首先采用多路感应耦合等离子(ICP)刻蚀系统对硅基微孔深通道阵列的形成技术进行了系统的工艺实验研究,重点分析了一些重要的工艺参数对微孔阵列几何形貌的影响;研究了在微通道阵列结构形成过程中深通道内的气体微输运微观机制、侧壁保护以及深刻蚀产生的侧蚀等。按照工艺流程:MCP掩模版(母版)的制作→硅基片的研磨、抛光→氧化和金属膜的淀积→光刻→掩膜的形成→ICP深刻蚀→背部减薄至通透→基体绝缘化→导电层的形成→二次电子发射层的形成→镀电极→检测,流通了全部工艺,验证了AT-MCP技术的可行性。其次,本文对ICP刻蚀过程中的“刻蚀速率迟滞(lag)效应”和“钻蚀(footing)效应”进行了深入理论研究,探讨了它们与工艺参数之间的关系,尽管这些工艺问题在IC及常规MEMS领域中已经解决,但由于AT-MCP微通道阵列结构的特殊性,问题又引起了同行的重视,我们认为其结构不同于深槽结构,刻蚀过程中孔内气体的微输运只有一个自由度,其是一种封闭的结构。高长径比微孔深通道结构是微加工及MEMS领域中某些微结构的技术难题,本文作者在这方面作了探索性研究工作。在国内首次有针对性地提出了适度减小片台功率的方法,能有效地减小高长径比微孔深通道阵列制作中的footing效应的影响作用,对于改进AT-MCP制备工艺技术具有重要指导作用。最后,利用低压化学气相淀积(LPCVD)和敏化技术制作连续打拿极,探索膜层二次发射系数、体电阻与工艺参数的关系等。3.硅微通道阵列微加工技术理论及其实验研究硅微机械加工技术在大规模集成电路、光电子器件等制作中的作用已越来越引起世界各国的重视,尤其是近年来微电子机械系统(MEMS)进一步促进了新型微传感器和阵列式通道电子倍增器件等的新发展。因此,这就需要有相应的新型设备和解决最佳工艺参数选择问题,这样才能满足高长径比的深槽和微孔通道阵列的成型和质量要求。半导体电化学和光电化学(electrochemical and photoelectrochemical,EC和PEC)刻蚀在集成电路技术发展过程中起了重要的作用,集成电路制造的许多工艺过程都是基于电化学原理。1999年12月,美国纳米科学公司C P Beetz等人提出采用电化学工艺制作微通道板基体阵列的新技术,称为硅电化学刻蚀工艺。在此基础上制备的MCP称为硅微通道板(Si-MCP),其技术与AT-MCP技术基本一致,只是在硅基微孔深通道阵列的形成阶段采用了硅电化学微加工技术。实验中利用自行设计的电化学/光电化学刻蚀系统,按照如下工艺流程:材料选择→基片的研磨、抛光→氧化→光刻→诱导坑的刻蚀→微孔深通道的电化学和光电化学深刻蚀,对硅基微孔深通道阵列结构进行了初步的形成实验,刻蚀出通道直径为3.0-4.0μm,长径比大于40的微通道阵列样品。同时,对硅/HF界面结构特点、界面化学特性、物理特性以及电化学特性进行了深入的理论研究,提出了硅在HF溶液中阳极溶解的机理;并从理论上给出大孔硅成核与生长机制和高长径比通道形成的解释。研究结果对硅电化学微加工过程的工艺设计以及硅电化学理论研究具有重要意义。该项研究工作具有一定创新性。对n型硅基二维通道电子倍增器MCP微孔阵列制作工艺开展了研究工作,制作出方孔边长为3.0-4.0μm,中心距为6.0μm,长径比大于40的深通道阵列,目前还未见任何报道。针对硅/HF电化学系统,利用局部电流脉冲模型对大孔硅的成核和生长的机理进行了系统的理论研究,并且首次对p型硅基深通道阵列形成的微观机制进行了实验验证:理论计算给出了其形成电流密度J=0.58mA/cm~2;实验中在恒定电压v=1.85v时,工作电流密度J=0.60mA/cm~2,得到了理论与实验结果相符相对误差为3.4%的好结果,目前未见报导。在国内首先全面分析和系统阐述了在光电化学刻蚀n型硅基深通道阵列过程中光照强度、HF浓度以及掩膜与衬底之间晶向校准这叁方面因素对其成型影响的微观机制,给出了其优化的工艺条件,得到了上述叁者是形成n型硅基深通道阵列的主要决定因素的结论。这些工作对进一步深入研究与制备硅基深通道阵列和新型Si-MCP技术具有重要意义。4.介绍了微球板电子倍增器的发展概况和应用前景,以及制备微球板电子倍增器技术的主要特点和研究现状。微球板(MSP)是由直径为20-60μm的玻璃微珠构成的无规则堆积的盘片状烧结体,厚度1mm左右,其内部玻璃微珠间隙构成了不规则微型通道结构;经过处理后的微球表面具有二次电子发射特性,两端面涂覆电极后形成微球板电子倍增器。微球板电子倍增器的工作原理与微通道板相似。MSP与MCP相比具有电子增益高、无离子反馈、工作真空度要求低、强度高、寿命长等特点。制成的新型光电探测器可广泛应用于极微弱光探测和单粒子计数、质谱与能谱分析系统、快速粒子飞行时间测量、粒子成像和大屏幕显示系统等领域中。本论文研究了微球板制作过程中的一些基本理论,采用立式炉成珠设备进行了玻璃微珠的制备,设计了微球板电子倍增器制作的工艺流程,探索了微球板制备过程中玻璃微珠的分级技术,微球板电子倍增器基体成型工艺和技术,制备出满足要求的微球板电子倍增器的基体,并进行了打拿极和端面电极的探索性实验。最后对实验过程中的一些现象进行了理论分析和讨论,并给出了相应的实验结论和研究建议。由于时间短、经验不足,许多工作有待进一步完善、改进和深入。其创新点在于对微球板电子倍增器烧结速率理论进行了深入的分析,并对烧结速率库斯仲斯基理论公式进行了修正,使其更加有利于在微球板电子倍增器制备实验过程中控制其影响因素,这就对其形成提供了理论的支持
季欧[2]1972年在《质谱仪器及其应用(二)》文中指出第四章动态质谱仪器以上介绍的半园形和扇形仪器,在质谱学中都属于静态仪器之类。这类仪器中的电场、磁场、离子轨道半径等参数,在不同时间里都是稳定的;随时间改变这些参数只是为了连续记录质谱,而不是质量分离原理所必需。
孙丽晶[3]2004年在《新型电子倍增器的研究》文中研究表明微球板(Microsphere Plate-MSP)作为一种新型的电子倍增器件，与微通道板(Microchannel Plate-MCP)相比，除空间分辨率低外，具有比MCP更优越的性能和十分低廉的价格，有着广阔的应用前景。 本论文在对微球板制作过程中的相关理论进行详细探讨的基础上，对其制作工艺及工作机理进行了大量的实验研究：探索了获得满足实验要求的玻璃粉粒的方法，玻璃微珠的粒度分级技术及微球板的压制、烧结工艺，并对微球板基体进行了烧氢还原处理及镀膜工艺，制备出直径为25mm的微球板电子倍增器。 针对实验过程中出现的现象，我们得出了微球板制作过程中，影响其性能的因素，同时针对其存在的不足，提出需要进一步改进和完善之处。
李明, 费强, 冯国栋, 陈焕文, 姜杰[4]2007年在《质谱检测技术及其一些最新进展》文中指出质谱作为一种重要的分析技术,被广泛应用于物理、化学、材料学、生物学、医学等领域。质谱技术包括:离子化技术、离子的质量分析技术、离子检测技术。相对于离子化技术和质量分析技术,科研工作者对离子检测技术关注较少,本文拟对离子检测技术近年来取得的进展进行评述,以便引起相关工作者对离子检测技术的重视。
董静[5]2009年在《二维位置灵敏X射线气体电子倍增器（GEM）的研制》文中研究说明气体电子倍增器(Gas Electron Multiplier)是近几年由欧洲核子研究中心(CERN)发展起来的一种新型位置灵敏型气体探测器,其基本部件是两面敷铜且在其上蚀刻出大量微孔的聚酰亚胺(kapton)膜。工作时在两侧铜面上加高电压,电子在孔内雪崩,对原初电离进行放大。该探测器具有一系列优点,如高计数率、抗辐射、质量轻、高空间及时间分辨、读出方便,与不同转换体连用可探测不同射线等,有多方面的应用前景。针对北京同步辐射(BSRF)对二维探测器的实际需求,研发能够满足衍射和散射实验要求的二维位置灵敏X射线气体电子倍增器是中国科学院重大科研装备研制项目。为了深入了解气体电子倍增器(GEM)的特性,用CERN制作的GEM膜研制了灵敏面积为100×100mm~2的叁级GEM探测器模型。利用X射线源对模型进行了基本性能测试,模型具有良好的正比性及线性。实验测得叁级GEM对~(55)Fe放射源X射线全能光电峰(5.9keY)的最佳能量分辨率为20.2%:有效增益大于10~4;利用96路8×8mm~2的pad及数字化数据获取系统成功实现成像实验,初步探索了GEM用于二维成像的能力。为了得到足够高的定位精度,设计制作了基于二维读出条模拟读出的GEM模型。另设计加工一套配有高精度拉力传感器的拉伸装置。同时,研制了一套适应阳极感应读出的电子学系统。通过基于两种读出条周期读出的模型实验,设计了合理的GEM探测器读出条结构和GEM模拟读出的自触发方式。经测试得到了优异的二维位置分辨:X方向约为110μm,Y方向约为79μm。研究了叁级GEM压差之和对位置分辨的影响,并测试了探测器的位置准确度与线性。对基于阳极读出的GEM用于模拟读出测试系统得到了一定的理论认识。实验表明,二维位置灵敏GEM探测器及新研制的读出电子学系统能够满足同步辐射对于探测器的位置分辨的要求。
朱永昌, 高祀建, 关铭, 刘峻[6]2001年在《微球板电子倍增器》文中提出本文简要介绍了新型电子倍增器微球板(MSP)的倍增原理及其特点,概述了其国内外发展现状,展望了微球板电子倍增器的发展前景。
W.G.Wolber, 田英[7]1978年在《通道式光电倍增管——光子计数光检查器》文中进行了进一步梳理对微弱的入射光信号进行精确的测量,又以通过对通道式光电倍增管单个光电子所产生的各个脉冲进行计数来实现。其用途包括拉曼分光仪、激光光散射、暗视场粒子计数以及其它只具有二次或高次光相互作用的场合。在高压电晕探测和天体光度学方面的使用正在摸索。这种探测器对磁场不敏感,因此适用于强磁场环境。其中结构坚固的一些类型可用在火箭上进行极光光度分析和激光测距。对这种新型探测器的特性估价本文用对光子计数要求的形式来表达。
丁树芹[8]2008年在《SOI硅光衰减器及硅微通道打拿极的初步研究》文中认为可调谐光衰减器是基于WDM技术的全光网络中最基本的光器件之一,是实现全光交换的瓶颈技术之一。目前市场上传统的可调式光衰减器是体光机械式,但其体积大、价格昂贵、低响应。这种低响应的器件不能用来进行有源光功率的调整。本文提出了一种新型的基于SOI材料的MEMS悬臂梁型可调谐光衰减器,可对光通信网络中光信号的变化进行实时补偿和稳定波分复用光纤放大器的增益。本文研究了可调谐光衰减器的设计原理和器件结构,并用ANSYS软件对器件进行加载的有限元动态模拟,根据模拟结果优化了器件结构设计,设计了该器件的版图,探索了器件工艺,制作出基于BEGOI的光衰减器,开展了测试环节的光路调节等工作,总结了在测试过程中所要解决的困难和今后的改进方向。硅微通道板是自90年代以后提出的一种全新的基于半导体工艺技术而形成图像增强器件。打拿极是该器件中实现电子倍增的重要组成部分,与传统的玻璃微通道板打拿极相比在技术上实现了将衬底材料和打拿极材料相分开的突破,同时也将微通道列阵和打拿极制备工艺分开,使连续打拿极的材料选择范围变宽。本文主要研究了连续打拿极发射材料特性,探索了硅微通道板打拿极形成的工艺技术。实验采用的硅微通道板是本实验室利用自行开发的电化学刻蚀的自分离工艺制备的,通过高温氧化在微通道壁上形成SiO_2,利用LPCVD在硅微通道板内壁形成多晶硅薄膜作为打拿极的导电层,再在其表面形成高电子发射系数的SiO_2薄膜作为二次电子发射层,实验发现,通过控制多晶硅厚度可以获得较高板电阻,但在多晶硅表面形成发射层还需进一步工作。论文还探索了硅微通道板采用体导电模式的可能性,测试发现直接利用硅材料的体导电特性的微通道板板电阻很低,发热明显,无法获得期望的体导电模式的微通道增益特性。
孙献平, 汪盛烈, 曾锡之[9]1995年在《新型原子滤光器》文中研究说明原子滤光器是基于原子的吸收、发射和内部能量转换的物理过程的一种量子滤光器件。与干涉滤光片（包括薄膜的、偏振的等）和双折射滤光片相比，原子滤光器具有大的接收角、更窄的带宽和更高的滤光效率等特点。文章简要介绍了近年来新型原子滤光器研究的新进展和它们的应用，以及一些原子滤光方案和物理特性的研究。
佚名[10]1976年在《通道式电子倍增器及其应用》文中认为通道式电子倍增器是一种新型的电子器件,它和以往常用的割裂式发射极型的二次电子倍增器(俗称打拿极倍增器)相比,具有结构简单、操作方便、重量轻、体积小等特点。为了打破外国对这种器件的垄断,我们在毛主席“独立自主,自力更生”的伟大方针指引下,在文化大革命、反击右倾翻案风运动所激发起来的革命精神推动下,和兄弟单位协作,研制出这种器件。本文对这种倍增器的工作原理、制造工艺、性能及其应用作一简要介绍。
参考文献：
[1]. 二维电子倍增器及其新技术研究[D]. 高延军. 长春理工大学. 2008
[2]. 质谱仪器及其应用(二)[J]. 季欧. 分析仪器. 1972
[3]. 新型电子倍增器的研究[D]. 孙丽晶. 长春理工大学. 2004
[4]. 质谱检测技术及其一些最新进展[J]. 李明, 费强, 冯国栋, 陈焕文, 姜杰. 仪器仪表学报. 2007
[5]. 二维位置灵敏X射线气体电子倍增器（GEM）的研制[D]. 董静. 兰州大学. 2009
[6]. 微球板电子倍增器[J]. 朱永昌, 高祀建, 关铭, 刘峻. 中国建材科技. 2001
[7]. 通道式光电倍增管——光子计数光检查器[J]. W.G.Wolber, 田英. 电子管技术. 1978
[8]. SOI硅光衰减器及硅微通道打拿极的初步研究[D]. 丁树芹. 华东师范大学. 2008
[9]. 新型原子滤光器[J]. 孙献平, 汪盛烈, 曾锡之. 物理. 1995
[10]. 通道式电子倍增器及其应用[J]. 佚名. 电子技术应用. 1976