Study of n-photon emission processes in nanodiamond photocathodes

Abstract

En
In this work we investigate on the characteristics of electron beams generated by three photocathodes (PC), one based on Cu sample and two on different nanodiamond (ND) layers. Specifically, the active layers of the ND-based PCs consisted of untreated and hydrogenated ND particles, 250 nm in size, sprayed on p-doped silicon substrates. We show photoemission measurements, carried out by a KrF nanosecond excimer laser (λ=248 nm; photon energy 5 eV) in a vacuum chamber at 10-6 mbar. We also make a study of the n-photon emission processes for all the PCs. The obtained results showed QE values of the ND-based photocathodes higher than that of the reference Cu one. In particular, the hydrogenated ND-based PC showed the highest QE thanks to the negative electron affinity of its surface.
It
In questo lavoro viene eseguito uno studio sulle proprietà di fotoemissione di tre fotocatodi (F), due basati su strati di nanodiamanti (ND) ed uno su rame. Nello specifico, gli strati attivi dei due PC con ND consistono di nanoparticelle di diamante tal quale ed idrogenate, della dimensione di 250 nm. Questi strati sono stati depositati su silicio drogato di tipo p, con la tecnica spray pulsata. Si presentano misure di fotoemissione, eseguite con un laser ad eccimeri KrF (λ=248 nm, t=25 ns) in una camera da vuoto (10-6 mbar) e si valuta il contributo di emissione multifotonica per tutti i catodi. I risultati ottenuti hanno mostrato valori di efficienza quantica più alta per i fotocatodi basati su ND; in particolare quelli idrogenati sono stati i più efficienti grazie all'affinità elettronica negativa della loro superficie.