Cs₂Te光电阴极的场发射与RF脉冲加热：通向击穿的启示

射频（RF）击穿限制了加速结构中的运行电磁梯度。实验证据通常表明，击穿事件与RF器件表面的温度和暗电流尖峰有关。在过去十年中，人们越来越关注揭示金属铜和铜合金中击穿起始的机制。然而，关于与光电阴极相关的半导体中击穿现象的研究较为有限。在本工作中，我们探索了通过Nottingham和Joule过程的场发射辅助加热，作为击穿起始的可能候选机制。为此，在Stratton/Baskin/Lvov/Fursey（SBLF）形式体系中，对沉积在铜基底上的本征Cs₂Te超薄膜的场发射进行了建模，描述了暴露于高RF电磁场的光电阴极体相和表面上的过程与效应。结果表明，场发射特性显著偏离经典的Fowler-Nordheim（FN）理论，即预测暗电流比FN定律预期的低数个数量级。常规脉冲加热也被发现对光电阴极的加热效应可忽略不计。两个结论均表明，沉积在金属基底上的Cs₂Te光电阴极对灾难性热-材料失控击穿不敏感，这与金属表面的情况不同。最后，我们识别并讨论了一些非传统的击穿候选情景，包括热弹性变形和雪崩击穿。