The Design of the AZO Conductive Layer on Microchannel Plate

微通道板上AZO导电层的设计

引用

王玉曼, 刘淑琳, 闫宝军, 齐明, 温凯乐, 张斌婷, 顾建宇, 姚文静. (2021). 微通道板上AZO导电层的设计. 纳米尺度研究快报, 16(1), 55. https://doi.org/10.1186/s11671-021-03515-0

关键词

  • ALD-MCP
  • AZO
  • 导电层
  • 工作电阻
  • WYM操作

简介

本文提出了一种用于调整原子层沉积微通道板 (ALD-MCP) 导电层中导电材料和高电阻材料比例的新算法和实验结果，特别关注了氧化铝锌氧化物 (AZO)。

摘要

Yuman Wang 等人在 2021 年《纳米尺度研究快报》上发表的文章《微通道板上 AZO 导电层的设计》提出了一种新颖的原子层沉积微通道板 (ALD-MCP) 导电层设计，该设计采用氧化锌 (ZnO) 和氧化铝 (Al2O3)。作者认为，传统的氢烧制备微通道板方法存在诸多缺点，例如无法独立调节导电层和发射层、环境污染以及生产成本高昂。原子层沉积 (ALD) 提供了一种比氢烧更环保、更经济的替代方案。ALD 是一种薄膜沉积技术，利用连续的自限性表面反应以原子级精度沉积材料。然而，必须严格控制 AZO 导电层的电阻率，因为过高的电阻会导致 MCP 增益降低，​​而过低的电阻会导致过热和击穿。

作者提出了一种名为 WYM 运算的新颖数学运算，用于精确调整 AZO 层中导电 ZnO 和高电阻 Al2O3 的比例。该方法涉及沉积厚度精确控制的 ZnO 和 Al2O3 交替层，从而可以微调 AZO 层的整体电阻率。作者还引入了“工作电阻”的概念，即微通道中电子雪崩时 MCP 的电阻，并认为这应该是评估 MCP 电阻的主要指标。他们发现，与传统 MCP 不同，AZO-ALD-MCP 的工作电阻明显低于其非工作电阻，并且会随着电压的增加而降低。这种差异归因于 AZO 比铅玻璃具有更高的负温度系数，这导致其在较高温度下具有较低的电阻。研究表明，通过采用WYM操作调节ZnO和Al2O3的比例，可以有效控制AZO-ALD-MCP的工作电阻，从而达到预期的性能特征。作者总结道，这种新的设计方法为寻找更优的ALD-MCP导电层材料开辟了道路，从而进一步提升MCP的性能。

来源：https://link.springer.com/article/10.1186/s11671-021-03515-0

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