Jaunākie sasniegumi nanoinženierētu mikrokanālu plašu (MCP) jomā apliecina būtisku pāreju no tradicionāliem svina stikla elektronu pavairotājiem uz progresīvām nanostrukturētām pastiprināšanas tehnoloģijām vāja apgaismojuma attēlveidošanai un fotonu noteikšanai. Atomu slāņu nogulsnēšana (ALD) ir kļuvusi par vienu no svarīgākajām mūsdienu MCP izgatavošanas pamattehnoloģijām, jo tā ļauj ar atomāru precizitāti nogulsnēt rezistīvos un sekundārās elektronu emisijas slāņus mikrokanālu iekšpusē ar lielu garuma un diametra attiecību. Šī ražošanas pieeja uzlabo elektronu pavairošanas efektivitāti, ekspluatācijas laiku, pastiprinājuma stabilitāti un ražošanas atkārtojamību, vienlaikus samazinot fona troksni. Tādēļ ar ALD izgatavotas MCP arvien biežāk tiek atzītas par kritiski svarīgiem komponentiem nākamās paaudzes attēla pastiprinātājiem, pastiprinātiem CMOS sensoriem, zinātniskajai aparatūrai, kosmosa lietojumiem un progresīvām aizsardzības sistēmām [1–5].
Viens no nozīmīgākajiem zinātniskajiem sasniegumiem ir nanokompozītu rezistīvo pārklājumu un sekundārās elektronu emisijas materiālu optimizācija, tostarp W:Al₂O₃, ZnO:Al₂O₃, Ru:Al₂O₃, Al₂O₃ un MgO, kas uzklāti ar atomu slāņu nogulsnēšanu. Jaunākie pētījumi liecina, ka šie inženierētie pārklājumi nodrošina ievērojami lielāku elektronu pastiprinājumu, labāku signāla un trokšņa attiecību, mazāku tumšo strāvu un būtiski ilgāku ekspluatācijas laiku nekā tradicionālās svina stikla MCP. Vienlaikus sasniegumi stikla kapilāru masīvu (GCA) ražošanā un mērogojamos ALD procesos ir ļāvuši izgatavot liela laukuma mikrokanālu plates ar uzlabotu vienmērību un uzticamību fotonu skaitīšanas detektoriem, ultravioletajai attēlveidošanai, ātrdarbīgām zinātniskajām kamerām un hibrīdām elektrooptiskām uztveršanas platformām. Šie sasniegumi apliecina plašāku pāreju uz uzticamām, rūpnieciski izgatavojamām un augstas veiktspējas elektronu pavairošanas tehnoloģijām, kas piemērotas nākotnes fotoniskajām sistēmām [1–5].
“Photonics International R&D center” mēs sekojam nanoinženierētu mikrokanālu plašu tehnoloģiju attīstībai, lai noteiktu daudzsološus pētniecības un rūpniecības virzienus. Mūsu darbā tiek izvērtēti MCP materiāli, ALD pārklājumi, elektronu pavairošana, kalpošanas laiks un detektoru veiktspēja. Šīs aktivitātes veido pamatu jauniem pētniecības projektiem vāja apgaismojuma noteikšanā, ultravioletajā un tuvajā infrasarkanajā fotonikā, kā arī nākamās paaudzes attēlveidošanas sistēmās.
Turpmākie pētījumi būs vērsti uz ALD ražošanas mērogošanu, pārklājumu vienmērības uzlabošanu liela laukuma ierīcēs, ekspluatācijas laika pagarināšanu un nanoinženierētu MCP integrēšanu ar progresīviem fotokatodiem, EB-CMOS sensoriem un ar mākslīgo intelektu atbalstītu attēla uzlabošanu. Paredzams, ka šie sasniegumi veicinās hibrīdu attēlveidošanas sistēmu izstrādi, kurās analogā elektronu pastiprināšana apvienota ar digitālo apstrādi, nodrošinot lielāku jutību, uzticamību un veiktspēju. Saskaņojot darbu ar jaunajām Eiropas pētniecības prioritātēm un tehnoloģiju ceļvežiem, “Photonics International R&D center stiprina savu lomu Eiropas fotonikas ekosistēmā un atbalsta mērogojamus, lietojumorientētus vāja apgaismojuma uztveršanas risinājumus.
ATSAUCES
[1] Kessels, E., et al. (2025). Atomic Layer Deposition. Nature Reviews Methods Primers. https://doi.org/10.1038/s43586-025-00435-6
[2] Nguyen, C. T., et al. (2025). Ru:Al₂O₃ Resistive Coatings Fabricated by Atomic Layer Deposition for Application in Microchannel Plates. ACS Applied Engineering Materials. https://doi.org/10.1021/acsaenm.5c00676
[3] Piechulla, P. M., et al. (2025). Atomic Layer Deposition on Particulate Materials from 1988 through 2023: A Quantitative Review of Technologies, Materials, and Applications. Chemistry of Materials. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5c01919
[4] Craven, C., et al. (2019). Recent Developments in Next-Generation Microchannel Plates for Particle Identification. Proceedings of SPIE, Vol. 11118. https://doi.org/10.1117/12.2530642
[5] O’Mahony, A., et al. (2016). Atomic Layer Deposition of Alternative Glass Microchannel Plates. Journal of Vacuum Science & Technology A. https://doi.org/10.1116/1.4938248