Tepelně asistovaná fotoemise na 405 nm

Bc. Filip Werl

Master's thesis

Thermally assisted photoemisson at 405 nm

Anotácia:

V této diplomové práci se věnuji tepelně asistované fotoemisi (TAPE) na LaB6 katodě. Pro studium tohoto jevu jsem postavil experimentální aparaturu. Hlavní komponentou experimentální aparatury je skenovací elektronový mikroskop Helios NanoLab 600. Pro osvit katody byl použit kontinuální, 405 nm laser, jehož světlo bylo do komory mikroskopu vedeno optickými vlákny. Teplota katody se pohybovala v rozmezí 1400 – 1550 K a byla měřena termokamerou. Aparatura byla otestována na wolframové katodě změřením V-A charakteristik emisního proudu pro různé teploty, které byly následně interpretovány pomocí EOD numerických simulací. Dále byla změřena kvantová výtěžnost TAPE (počet emitovaných elektronů na jeden dopadající foton) pro LaB6 katodu. V průběhu emisních měření jsme pozorovali degradaci katody při zahřátí ve vakuové komoře. Příčina této degradace byla následně analyzována a výsledky diskutovány. Tato diplomová práce byla vypracována ve spolupráci s firmou Thermo Fisher Scientific v Brně.

Abstract:

In this thesis I study the thermally assisted photoemission (TAPE) on the LaB6 cathode. To study this effect I constructed an experimental apparatus. The principal component of the experimental apparatus is the scanning electron microscope Helios NanoLab 600. The cathode was illuminated by a fiber-couped, continuous, 405~nm laser. The cathode temperature was in the range of 1400 - 1550 K and was measured by a thermal camera. The apparatus was tested with a tungsten filament by measuring the V-A characteristics of the emission current for various temperatures. These measurements were subsequently interpreted with the EOD numerical simulations. Then the quantum efficiency (the number of emitted electrons per one incident photon) of the LaB6 cathode was measured. A degradation of the cathode was observed when heated in the vacuum chamber of the experimental apparatus. The cause of the degradation was analyzed and discussed. This thesis was done in cooperation with Thermo Fisher Scientific in Brno.

Keywords

tepelně asistovaná fotoemise, termoemise, elektronová emise, fotoemise, kvantová výtěžnost, bezkontaktní měření teploty, LaB6, 405 nm, laser, thermally assisted photoemission, thermionic emission, electron emission, photoemission, quantum efficiency, contact-less temperature measurement

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 1. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 6. 2. 2020
• Vedúci: doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Alois Nebojsa

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Physics / Condensed Matter Physics