摘要:微通道板(MCP)是光通訊和光電子技術領域實現電子倍增和信號放大的核心器件,其性能提升主要包括提高增益、延長壽命和降低暗計數。目前國內外普遍使用的商品化微通道板仍是基于傳統鉛硅酸鹽玻璃經氫還原工藝制備的。盡管經過四代玻璃組分和制備工藝優化,MCP增益可達103,壽命為0.3 C/cm^2,暗計數為0.25 events/(s·cm^2),但由于玻璃組分和復雜制備工藝的限制,其離子反饋、背景噪聲很難進一步降低,增益也無法大幅提升。鑒于此,近10年來科研人員提出并完善了新的解決方案———利用原子層沉積(ALD)技術,在硼硅酸鹽玻璃基板孔內制備導電層和二次電子發射層等功能層,從而獲得具有導電和電子倍增能力的微通道板。這種新型原子層沉積微通道板(ALD-MCP)有效避免了基板玻璃材料對其性能優化的制約,實現了基板材料和功能材料的獨立設計,能夠顯著提高微通道板的綜合性能。經過一系列嘗試,國際上已開發出性能遠優于傳統MCP的ALD功能層:以Al2 O3/ZnO、Al2 O3/W或Al2 O3/Mo為導電層,MgO或Al2 O3為二次電子發射層的ALD-MCP增益已達104,暗計數降低至0.078 events/(s·cm^2),壽命提升至7 C/cm^2,但是其性能穩定性仍有待進一步提高。此外,還需要在提高沉積效率、優化調控功能層性能等方面進一步深入研究。本文從功能層的組成和微通道板的性能兩方面歸納、梳理了利用原子層沉積技術制備微通道板的國內外研究情況,并總結了目前研究中存在的不足,展望了未來發展趨勢。
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