高輝度電子源NEA-AlGaAsフォトカソードの開発

NEA-AlGaAs photocathode high brightness electron source

西谷 智博; 羽島 良一; 竹田 美和*; 田渕 雅夫*; 則竹 陽介*; 林谷 春彦*

Nishitani, Tomohiro; Hajima, Ryoichi; Takeda, Yoshikazu*; Tabuchi, Masao*; Noritake, Yosuke*; Hayashitani, Haruhiko*

電子源の高輝度性能化は、次世代放射光源であるERL放射光源の実現のみならず、生体分子の観察や3次元構造解析可能な電子顕微鏡の実現の鍵となる不可欠な技術要素である。特にERL放射光源実現には、エネルギー幅が極めて小さく、大電流の高輝度電子源が要求されている。バルク状GaAsフォトカソードは、負電子親和力の表面を持つ利点から、この要求性能を満たす電子源として期待されている。しかし、従来技術であるバルク状GaAsは、量子効率が小さく、大電流引出の際に励起レーザーの高出力問題を抱えている。そこでわれわれは、従来技術を遥かに越える量子効率で、0.1eV以下のエネルギー幅を実現する新型GaAsフォトカソードの開発に着手し、電子親和力,電子エネルギー状態密度の特性に高性能化の利点を見いだしたバルク状AlGaAsフォトカソードの開発を行った。テストサンプルを名古屋大学VBLの結晶成長装置により作成し、量子効率と寿命性能の評価測定を行った。これまでに従来技術の二倍の量子効率性能と寿命性能の飛躍的な向上を達成した。

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