美国结构材料工业公司(SMI)与康奈尔大学(CU)和纽约州立大学(SUNY)理工学院阿尔巴尼分校合作开发为期9个月的项目,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长III-N结构,并制造高亮度光电阴极(PCaths)。
高亮度PCaths是使用电子加速器的DOE设施和实验室所必需的,并且可用于自由电子激光器(FEL),超快电子显微镜和衍射等应用。
聚焦的主要材料是具有高化学电负性表面的III-N层,可以产生最高亮度的低平均横向能量(MTE)电子,以及对于电子促进剂和电子衍射显微镜应用而言足够高的量子效率。
III-N材料系统以其在LED和大功率,高频设备中的应用而闻名,被证明在经过适当设计和适当表面处理的结构中可以表现出负电子亲和力(NEA)。经过适当调整,这些特性在用波长小于带隙的光照射时会导致电子高亮度发射。这些材料比传统的碱金属锑化物、碱金属碲化物、砷化镓(GaAs)或金属PCath表现出更好的性能,后者由于化学中毒或碱金属的损失,即使在数小时至数月内仍具有高反应性并迅速降解,甚至在隔离的超高真空(UHV)外壳中。该项目中将开发的基于III-N的光电阴极将代表光电阴极稳定性的新进步。研究主要是形成负电子亲和力表面以产生负氢离子束,并且能在该领域做出贡献。
过去,SMI从事过多个由III-N资助的研究计划,并已建立了用于III-氮化物研发的工具,包括散装材料生长工具。