Cold Intense Electron Beams from Gallium Arsenide Photocathodes

Für die Anwendung von Gallium Arsenid mit negativer Elektronenaffinität als Quelle kalter intensiver Elektronenstrahlen wurde die Elektronentransmission des Halbleiter-Vakuum Übergangs mittels der Messung von Energieverteilungen der photoemittierten Elektronen untersucht. Es konnte durch eine verbesserte Transmission die Ausbeute an kalten Photoelektronen mit einer Aktivierung von nur 0.7 Monolagen Cäsium Bedeckung um 30-50% gegenüber konventioneller Aktivierung gesteigert werden. Bei der Beschränkung der Photoelektronenverteilung auf den mit der GaAs-Temperatur thermalisierten Teil bei 77 K wurde für Photokathoden mit reproduzierbar hohen Quantenausbeuten eine Ausbeute an kalten Elektronen von 1.3-1.5% erzielt. Der Einsatz dieser Elektronenquelle in der neuen Elektronentargetsektion des Heidelberger Schwerionenspeicherrings TSR mit Elektronenströmen von etwa einem Milliampere erfordert bei den erreichten Quantenausbeuten für kalte Elektronen ein Beleuchtung mit bis zu einem Watt Laserleistung. Die sich bei hoher Laserleistung ergebende sehr starke Aufheizung des GaAs konnte mit dem Bau einer neuen Elektronenkanone deutlich reduziert werden, was ihren Betrieb bei hohen Elektonenströmen (> 1 mA) ermöglicht und die Photokathode bei Temperaturen um 95 K stabilisiert. Desweiteren wurde mit der Implementierung einer neuen, im Vakuum anwendbaren Grundreinigungsmethode der Photokathoden mittels atomarem Wasserstoff praktisch ein geschlossener Betriebszyklus der Photokathoden unter Vakuum ermöglicht.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2003

Author dc:creator

• Weigel, Udo

Contributors dc:contributor

• Wolf, Andreas

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/4513

OAI identifier oai:identifier

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