В рамках нацпроекта «Наука и университеты» (федеральный проект «Развитие масштабных научных и научно-технологических проектов по приоритетным исследовательским направлениям») в Алтайском государственном техническом университете им. И. И. Ползунова (г. Барнаул) при участии Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (Новосибирск) созданы экспериментальные образцы фотокатодов из гексаборида лантана с модифицированной поверхностью.

Источники электронных сгустков субнаносекундной длительности широко используются для создания различных электронных ускорителей. Для получения больших зарядов в сгустке часто используется фотоэффект, то есть выход электронов с освещаемой светом поверхности электрода, находящегося под отрицательным потенциалом (фотокатода). Применение мощных лазеров в качестве осветителей поверхности фотокатода позволяет получать рекордно высокие плотности электронного тока, выходящего с фотокатода.

Гексаборид лантана представляет собой твёрдое мелкокристаллическое соединение с высокой температурой плавления, обеспечивающее большую плотность эмиссионного тока. Поэтому катоды из этого материала, нагретые до высокой температуры, широко используются в ускорительной технике. Для использования таких катодов при комнатной температуре и освещении мощным лазером требуется высокая квантовая эффективность (отношение числа выходящих с фотокатода электронов к числу падающих на него фотонов).

Для повышения квантовой эффективности учёные и инженеры Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова модифицируют поверхность катода. Неровности с характерными размерами порядка нескольких микрон увеличивают площадь поверхности, испускающей электроны. Кроме того, происходит существенное увеличение электрического поля, вытягивающего электроны, на рёбрах неровностей. Форма поверхности одного из изготовленных по новой технологии фотокатодов показана на рисунке.

Фотокатоды нового типа в ближайшие годы будут применяться в электронных фотопушках, создающихся в ИЯФ им. Г. И. Будкера СО РАН для новых ускорительных комплексов.

Источник: ИЯФ СО РАН.