微通道板电性能及其导电机制研究

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毕业论文范文题目： 微通道板电性能及其导电机制研究，论文范文关键词： 微通道板电性能及其导电机制研究
微通道板电性能及其导电机制研究毕业论文范文介绍开始：
　　微通道板电性能及其导电机制研究，博士学位论文，共127页。
　　摘要：
　　微通道板电性能是电子倍增和导电性能的合称，是微通道板的核心性能。揭示电子倍增与导电机制，创新制备技术，是实现高性能 MCP 制备的关键。本论文在 MCP 制备工艺与电性能的关系、不同工艺下微孔表面成分与形貌的变化过程、玻璃表面二次电子发射性能等方面进行了系统的探索研究。
　　研究制备工艺对 MCP 电性能的影响规律。实验验证长径比(α)、孔径、斜切角和开口面积对电子增益与体电阻的影响趋势，并发现在电子增益最大时最佳工作电压（U）不符合惯用理论关系式，即 U≠22α，经验关系式 U＝22α+(100～200)，而孔径一定时其体电阻（R）与长径比关系式为 R=15.3+3α。微孔阵列成形经历“慢-快-慢” 酸溶速率的过程，当酸蚀 90min 后形成内壁洁净的微孔阵列，再延长 30min 可获得高的电子增益和较低的噪声。高温氢还原后可显著提高电子增益，降低体电阻。其中，还原温度和方式对 MCP 电性能的影响最显著，体电阻随还原温度增高出现“高-低-高”变化趋势，而相同还原工艺参数下采取活化强迫式还原可显著降低体电阻至标准工艺的 50%。镀膜工艺显著影响电子增益，在保证分辨率的前提下减少输出面电极材料伸入微孔的深度至标准的 56%，其电子增益可提高 2.7 倍。
　　分析比较了微孔内表面“点、线”上主要元素的相对含量和化学结合状态，揭示 MCP 内壁表面各元素化学结合状态的变化过程，发现高电子增益 MCP 内壁表面存在近周期性分布的硅氧成分微区。首次利用飞行时间法测定了不同工艺条件下含铅铋的硅酸盐玻璃表面的二次电子发射产额，验证表面二次电子发射与表面成分的关系，为 MCP 二次电子发射性能研究提供新思路。
　　分析比较不同工艺条件下 MCP 玻璃表面微观形貌的变化过程，构建了 MCP导电微结构模型，利用渗流理论量化了体导电值的突变阈值，利用电子隧道导电理论阐明了固定工艺下 MCP 体电阻随室温和测试板压变化的影响原因，揭示了MCP 的电子导电机制。
　　本文通过对不同工艺下玻璃表面成分和微观形貌研究，构建 MCP 微孔内壁表面微结构模型，结合渗流理论和隧道导电理论揭示了 MCP 的导电机制，为高性能 MCP 的研究提供理论依据，为制备工艺的优化提供支撑。
　　关键词：微通道板；电子倍增；电子导电机制；表面结构模型；铅铋硅酸盐玻璃
　　
　　第一章绪论
　　1.1 论文研究背景
　　军事需求始终是各类微光增强器技术更新换代的主要推动力，也是引领整个光电子成像器件产业不断发展的技术源泉。众所周知，作为各类军事装备的眼睛，先进的夜视器材是部队取得夜战胜利的必不可少的技术手段，其探测距离、信噪比、响应灵敏度、空间成像分辨率等性能直接关系到作战双方中谁能在更远距离上，或更高一层的图像分辨档次（探测、识别、辨认）上提前发现并歼灭对方。因此，先进夜视装备的研发一直受到各发达国家的高度重视和支持，从二十世纪三十年代的零代夜视器件（Ag-O-Cs 红外线变像管+红外探测灯）开始，先后经过微光第一代、第二代、超二代、第三代、高性能三代、超三代和第四代微光等七个发展阶段，使微光器件的光电阴极灵敏度和分辨力等性能，从标准三代微光迅速提高到高性能三代微光、超三代微光和第四代微光水平。此外，微光成像器件的光谱响应范围已向短波的蓝绿光、紫外光以及长波的近红外波段扩展，微光像增强器、微光光子图像计数器和 GaAs 光阴极高速摄影条纹像管等特种微光成像器件已研制成功并得到应用。各代微光像增强器件的技术特点、主要性能和指标等数据见表 1-1[1]。
　　微光光电成像器件的工作原理涉及以下四个基本的物理机制：光阴极半导体光电效应、微通道板（Microchannel Plates，英文缩写为 MCP）的二次电子发射倍增机制、荧光屏的电光子转换机制、光纤传像元件的全反射原理和电子光学系统的成像规律等。微通道板作为器件中承担微弱光电子信号倍增放大、图像增强的核心元件，其性能直接影响器件的信噪比、电子增益水平和空间/时间分辨能力、使用寿命等关键性能。如何提高微通道板的综合性能一直都是器件使用性能提升必须首要解决的关键问题。随着微通道板应用领域的不断拓展，这个问题也成为核诊断、粒子探测、单光子计数等多个领域中必须解决的重要问题[2-8]。
　　........

以上为本篇毕业论文范文 微通道板电性能及其导电机制研究的介绍部分。

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