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Studies of Photoemission from Metal Cathodes with Micro-Rough Surface: Schottky Effect and Plasma Production Influence

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Ph. D. Thesis – G. Caretto function of experimental controlled parameters, like the target material, its superficial morphology, the accelerating voltage, the wavelength and the fluence of the used laser. During the thesis work, this phenomenon was studied by means of three excimer UV lasers of short wavelengths: KrF at 248 nm, XeCl at 308 nm and KrCl at 222 nm wavelength; regarding to the materials used like cathodes in the experiments, they were mostly yttrium and zinc. To comprehend the processes concerning the photoemission it is necessary to develop a fine electron-beam extraction system. It is important to find if, changing the experimental conditions, there is a real possibility to increase the number of the extracted electrons from metal target. In particular, the surface morphology variations of the cathode and its influence on the charge yield were analyzed. Samples with natural and induced surface roughness were examined. Micro superficial irregularities were simply created and their effect on photoemission process studied in detail. Using a fast oscilloscope the pulsed current signals and the incident laser waveforms were recorded; measurements and analyses have been carried out on photo-emitted current, temporal quantum efficiency, electron spatial distribution, and temporal behavior under laser action. Moreover, a theoretical model has been formulated, which allows one to estimate the results for a real surface profile and to predict the current and the efficiency for particular morphologies that will be realized and used in the future. To confirm the performed calculations, simulation code OPERA 3D was used. Using this one it is possible to plan the anode-cathode gap and to let the different 4
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Studies of Photoemission from Metal Cathodes with Micro-Rough Surface: Schottky Effect and Plasma Production Influence

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Informazioni tesi

  Autore: Giuseppe Caretto
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in dottorato di ricerca in fisica
Anno: 2008
Docente/Relatore: Vincenzo Nassisi
Istituito da: Università degli Studi di Lecce
Dipartimento: fisica
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 111

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Parole chiave

linear collider
photoemission
metal cathode
schottky effect
quantum efficiency
electron beams
work function
child-langmuir law
plasma production
natural and induced surface roughness

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