Les caractéristiques attendues de la photocathode en Tellurure de Césium : Un rendement quantique : 5% à 266 nm. Une durée de vie en fonctionnement de quelques dizaines de jours. Une grande robustesse aux polluants de la cavité CO 2, CO, O 2. Une très bonne uniformité en photocourant sur toute la surface de la photocathode. Surface émettrice de diamètre 3 cm. Technique de fabrication : Une couche de Tellure de 8 nm est déposée sur le substrat en Molybdène ensuite le Césium est évaporé jusqu’à obtenir une valeur maximale du photocourant, mesuré in situ. (couche de Césium environ 50 nm) Enceinte tubulaire 20 cm de diamètre et 50 cm de long. Deux creusets contenant le Tellure et le Césium sont situés à 18cm de la cathode, ils sont placés devant le substrat, à l’aide d’un translateur vertical, pour l’évaporation de leur produit. Un four pour nettoyer le substrat à 500°C avant la fabrication, il limite aussi, par sa géométrie, le diamètre de la cathode à 5 cm et la surface émissive à 3 cm. Deux balances à quartz pour les mesures d’épaisseur du Tellure et du Césium. Un spectromètre de masse pour le contrôle des gaz résiduels de l’enceinte. L’enceinte de fabrication Spectre de masse des gaz résiduels présents dans l’enceinte avant la fabrication. Le vide est de mbar Pendant l’évaporation de Césium la pression augmente mbar, malgré les getters contenu dans le chromate. Il apparait un pic de CO 2 (44) et une augmentation du pic CO (28) dus au dégazage du filament de chauffage du creuset. Spectre des gaz résiduels Caractéristiques de la photocathode Cartographie en courant A l’aide d’un moteur pas à pas le spot UV (Ø 5 mm) est déplacé sur la PK, pour chaque position une mesure du photocourant est enregistrée. L’ensemble des mesures donne une cartographie en courant de la photocathode. Un programme est en cours de développement pour calculer l’homogénéité sur toute la surface de la photocathode. En attendant, une moyenne (rms) faite selon un axe X et un axe Y, montre une inhomogénéité de 2,5% en X et 1,5% en Y Conclusion Malgré les quelques problèmes rencontrés, un process de fabrication a été établi permettant une fabrication reproductible de photocathode de 3 cm de diamètre avec un rendement quantique 5%. Résultats Plusieurs photocathodes ont été réalisées avec des rendements quantiques de 5% à 17%. Courbes de photocourant en fonction de l’épaisseur de césium pour différents rendements. Résumé Pour un accélérateur multi impulsion, forte charge la solution pour produire des électrons est d’utiliser une photocathode en Cs 2 Te. L’originalité de cette étude est de réaliser une photocathode de diamètre supérieur à 3 cm avec un rendement quantique correct de l’ordre de 5% et une durée de vie en statique d’environ deux semaines. DAM - DIF Les difficultés rencontrées Parasites sur la mesure du photocourant : o Une grande distance creuset-substrat provoque une évaporation des produits sur les parois de l’enceinte et du four, des électrons parasites perturbent alors la mesure du photocourant. Des céramiques ont été ajoutées pour isoler la photocathode du four et le four de l’enceinte, une plaque placée devant la cathode, portée au potentiel de 100 V collecte les électrons. Rendement quantique fluctuant : o L’analyse a révélé une très forte influence de l’instant de dépôt par rapport à celui du remplissage du creuset et au nombre d’évaporations déjà réalisées avec le césium contenu dans le creuset. Les plus fortes valeurs (>12%) ont été obtenues lors d’une fabrication de photocathode avec un chromate de césium vierge, c’est-à-dire à la première évaporation du produit. Réalisation de photocathodes de grand diamètre en Tellurure de Césium, Martine Millerioux, CEA / DAM / DIF Un substrat en Molybdène Schéma de l’enceinte de fabrication Vue d’ensemble de l’installation