多碱阴极的结构分析与研究

本文分析了有代表性的Na_2KSb(Cs)光电阴极的结构研究,提出了多碱阴极Na_2KSb(Cs)的结构模型应是Na_2KSb+K_2CsSb+SbCs偶极层。     

多碱阴极光电发射机理研究

通过比较有Cs-Sb表面层多碱阴极和未有Cs-Sb表面层多碱阴极的荧光谱,发现有Cs-Sb表面层多碱阴极的荧光谱峰值波长向短波方向“蓝移”以及荧光峰增强的现象.这一现象表明在多碱阴极Na2KSb基层上制作Cs-Sb表面层之后,不仅多碱阴极的逸出功降低,而且 Na2KSb基层的结构也发生了变化.这意味着在相同功率和相同频率入射光照射下,经过表面Cs-Sb处理的Na2KSb基层能够产生更多的跃迁电子并且跃迁能级更高,逸出表面的机率更大,获得的阴极灵敏度更高.这表明Cs-Sb表面层既具有表面效应,又具有体效应.要进一步提高多碱阴极的灵敏度,除进一步降低多碱阴极的逸出功外,还需进一步提高Na2KSb基层的性能,使相同功率和频率的入射光能产生更多的跃迁电子,并且跃迁的能级更高,这就需要进一步改进工艺,提高Na2KSb材料的性能.     

超二代微光像增强器Na2KSb(Cs)多碱光电阴极荧光谱研究

利用785 nm波长激光作为激发源,测量了超二代微光像增强器Na2KSb(Cs)多碱光电阴极的荧光谱.试验中发现该荧光谱不是一条光滑的高斯型曲线,而是一条在高斯型荧光谱上叠加了一定频率间隔小锯齿峰的曲线.经实验验证和理论分析证明该荧光谱上的小锯齿峰是一种干涉条纹,与超二代微光像增强器的结构有关.干涉条纹之间的间距与相邻两干涉峰波长的乘积成正比,与超二代微光像增强器的近贴聚焦距离成反比.干涉条纹调制度大小与Na2KSb(Cs)多碱光电阴极的厚度成反比.通过测量超二代微光像增强器Na2KSb(Cs)多碱光电阴极荧光谱上两相邻干涉条纹的间距和调制度,就可以测量或比较出不同超二代微光像增强器Na2KSb(Cs)多碱光电阴极的膜厚、近贴聚焦距离.研究结果对提高超二代微光像增强器阴极灵敏度和分辨力提供了一个有效的分析手段.     

Na2KSb膜层组份均匀性对多碱阴极灵敏度的影响研究

介绍了多碱光电阴极Na2KSb膜层荧光谱的测量原理,测量了两个Na2KSb膜层样品在不同半径位置的荧光谱.测量数据表明,Na2KSb膜层荧光谱的峰值波长从阴极面的中心到边缘逐步增大,同时峰值荧光强度也逐步增强.原因是阴极窗表面的锑原子密度从中心向边缘逐步减小.当Na2KSb膜层中的锑超过Na2KSb所需的化学计量比时,荧光峰值波长向短波方向移动,同时荧光强度减弱;当Na2KSb膜层中的锑达到Na2KSb所需的化学计量比时,荧光峰值波长达到最大,同时荧光强度也达到最强.通过荧光测试,可以判断Na2KSb膜层的化学计量比是否达到2∶1∶1或膜层中的锑是否过量.同时通过测量阴极面上不同位置的荧光谱,可以测量Na2KSb膜层在阴极面上的组份均匀性.锑在阴极面上的原子密度越均匀,利用整个阴极面上的光电流变化来监控阴极膜层生长的方法就更准确,组份均匀性也更好,Na2KSb膜层的厚度可以更厚,对长波可见光的吸收更多,阴极的灵敏度也更高.因此在像增强器多碱阴极的制造过程中,要尽量使蒸发在阴极窗表面的锑原子密度均匀,这样才能获得更高的阴极灵敏度.     

多碱阴极光电发射机理研究

通过比较有Cs-Sb表面层多碱阴极和未有Cs-Sb表面层多碱阴极的荧光谱,发现有Cs-Sb表面层多碱阴极的荧光谱峰值波长向短波方向“蓝移”以及荧光峰增强的现象.这一现象表明在多碱阴极Na2 KSb基层上制作Cs-Sb表面层之后,不仅多碱阴极的逸出功降低,而且Na2 KSb基层的结构也发生了变化.这意味着在相同功率和相同...     

多碱光电阴极的红外延伸

本文对延长多碱光电阴极长波阈的问题进行了探讨;对多碱光电阴极P型Na₂KSb+本征K₂Cssb+本征Cs₃Sb的结构模型进行了印证;提出了工艺上应采取的措施。实验上获得了450μA/Lm的积分灵敏度;长波阈(峰值灵敏度的百分之一所对应的波长)为9400Å,当入射光波长为9900Å时仍有0.05mA/W的光电响应。     

Na2KSb膜层组份均匀性对多碱阴极灵敏度的影响研究

介绍了多碱光电阴极Na₂KSb膜层荧光谱的测量原理,测量了两个Na₂KSb膜层样品在不同半径位置的荧光谱.测量数据表明,Na₂KSb膜层荧光谱的峰值波长从阴极面的中心到边缘逐步增大,同时峰值荧光强度也逐步增强.原因是阴极窗表面的锑原子密度从中心向边缘逐步减小.当Na₂KSb膜层中的锑超过Na₂KSb所需的化学计量比时,荧光峰值波长向短波方向移动,同时荧光强度减弱;当Na₂KSb膜层中的锑达到Na₂KSb所需的化学计量比时,荧光峰值波长达到最大,同时荧光强度也达到最强.通过荧光测试,可以判断Na₂KSb膜层的化学计量比是否达到2:1:1或膜层中的锑是否过量.同时通过测量阴极面上不同位置的荧光谱,可以测量Na₂KSb膜层在阴极面上的组份均匀性.锑在阴极面上的原子密度越均匀,利用整个阴极面上的光电流变化来监控阴极膜层生长的方法就更准确,组份均匀性也更好,Na₂KSb膜层的厚度可以更厚,对长波可见光的吸收更多,阴极的灵敏度也更高.因此在像增强器多碱阴极的制造过程中,要尽量使蒸发在阴极窗表面的锑原子密度均匀,这样才能获得更高的阴极灵敏度.     

超二代微光像增强器多碱光电阴极膜厚测量研究

介绍了多碱光电阴极的光学性能和光谱反射率特性,测量了多碱阴极的光谱反射率曲线.该曲线与普通光学膜层光谱反射率曲线相比,形状较不规则,原因是多碱阴极膜层存在光吸收.光谱反射率曲线上的干涉峰是入射光在玻璃与阴极膜层界面反射和在阴极膜层与真空的界面反射的两束光发生干涉的结果.根据干涉的原理,如果阴极膜层所反射的两束光的光程差为二分之一波长的偶倍数时,光谱反射将出现干涉加强峰;如果阴极膜层所反射的两束光的光程差为二分之一波长的奇倍数时,光谱反射将出现干涉减弱峰.根据超二代像增强器光谱反射干涉峰对应的波长,可以计算出其阴极膜层的厚度约为191 nm,比二代像增强器阴极膜层的厚度增加了38％.多碱阴极膜层厚度是影响多碱阴极灵敏度的一个关键参量,仅仅靠人眼观察阴极膜层颜色的方法不准确.实践证明,利用光谱反射的方法来计算阴极膜层厚度的方法简单有效.如果在多碱阴极的制作过程中进行光谱反射率的监控,那么将可以精确控制阴极膜层的厚度,对多碱阴极的研究将会更加深入,多碱阴极的灵敏度也将会得到进一步的提升.     

立方K2CsSb、K3Sb和Cs3Sb阴极材料的电子结构和光学性质

针对K2CsSb光电阴极生长过程中可能存在的K3Sb、K2CsSb和Cs3Sb三种化合物,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,分别建立这三种锑化物阴极材料的立方结构体模型和(111)表面模型,获得了其电子结构与光学性质.对于体模型,计算得到了能带结构、态密度和光学性质,而对于表面模型,计算得到了功函数、光学性质和表面能.结果表明,三种锑化物阴极在中微子与闪烁体作用辐射能量范围(2.4~3.2eV)内,K2CsSb体材料的吸收系数和反射率与Cs3Sb、K3Sb体材料相近,而K2CsSb(111)表面的吸收系数和反射率低于其他两种阴极的(111)表面.此外,K3Sb的禁带宽度最小、功函数最大且表面能最大,Cs3Sb的表面能最小,其功函数与K2CsSb相近但禁带宽度比K2CsSb小,而K2CsSb禁带宽度最大,功函数和表面能都较小,因此K2CsSb阴极在蓝紫光波段适合作为一种稳定高效的光电发射材料.     

指数掺杂GaAs光电阴极量子效率的理论计算

将GaAs光电阴极发射层掺杂浓度由体内到发射表面从高到低的进行指数掺杂，能在发射层形成一个恒定的内建电场，有利于光电子的逸出.在考虑内建电场的作用下，通过建立和求解少数载流子所遵循的一维连续性方程，得到了反射式和透射式指数掺杂阴极的量子效率公式，并利用这些公式对其量子效率进行了理论计算和仿真.计算结果显示发射层指数掺杂能较明显的提高阴极的量子效率，与均匀掺杂阴极相比，能使反射式阴极积分灵敏度提高约20%，透射式阴极提高30%以上.指数掺杂提高阴极量子效率的主要原因与内建电场有关，光电子在内建电场作用下以扩散加漂移的方式到达阴极表面，从而减小了后界面复合速率对阴极的影响，同时提高了阴极的等效电子扩散长度. 关键词： 指数掺杂 内建电场 能带结构 量子效率     

超二代微光像增强器Na2KSb(Cs)多碱光电阴极荧光谱研究

利用785 nm波长激光作为激发源,测量了超二代微光像增强器Na2 KSb (Cs)多碱光电阴极的荧光谱.试验中发现该荧光谱不是一条光滑的高斯型曲线,而是一条在高斯型荧光谱上叠加了一定频率间隔小锯齿峰的曲线.经实验验证和理论分析证明该荧光谱上的小锯齿峰是一种干涉条纹,与超二代微光像增强器的结构有关.干涉条纹之间的间距与...     

C—V技术在光电阴极机理研究中的应用

本文介绍了(?)C—V 技术应用于光电阴极发射机理的研究。在高真空中制成了〔Cs〕(Na,K)_3 Sb 多碱光电阴极的 MVS 样品,并对其导电类型、表面等效电荷密度、杂质浓度和表面能带弯曲量等进行了测量、计算和讨论。     

用光致荧光研究多碱阴极光电发射机理

本文介绍了多碱光电阴极的特点及其在微光像增强器中的应用,叙述了光致荧光的原理,探索了利用光致荧光方法来研究多碱阴极Na₂KSb膜层电子跃迁几率的方法,并测量了两个不同灵敏度多碱阴极的荧光谱及同一个多碱阴极在工作和非工作两种状态下的荧光谱.测试结果表明,多碱阴极的荧光强度与其电子跃迁的几率及阴极灵敏度成正比,同时多碱阴极在工作状态下,荧光强度比非工作状态下有所降低,原因是一部分跃迁电子逸出多碱阴极产生光电发射,而这部分电子不再回到基态,因此不再发出荧光.另外本文还测量了多碱阴极在不同波长激光激发条件下的荧光谱.结果表明,长波激发与短波激发相比,长波激发所获得的荧光强度更高,这说明长波激发产生跃迁电子的几率高,同时荧光谱峰值波长与激光波长的偏移较小,因此跃迁电子数多且能量损失小,有利于光电发射.将多碱阴极的荧光谱与多碱阴极的量子效率相比较,看出跃迁电子数量和所处能级这两个对光电发射过程有影响的关键因素中,能级因素对光电发射过程的影响更大.但对多碱阴极而言,由于短波激发时的电子跃迁几率低于长波激发时的电子跃迁几率,跃迁电子扩散过程中的能量损失较大,因此短波的量子效率随波长的增加而增加.实践证明,光致荧光是研究多碱阴极光电发射过程的一种有效手段,通过对多碱阴极荧光谱的研究,进一步揭示了多碱阴极的光电发射的机理,为进一步改进工艺和提高多碱阴极的灵敏度提供了重要的参考价值.     

利用梯度掺杂获得高量子效率的GaAs光电阴极

获得高量子效率且稳定性良好的阴极一直是近年来发展GaAs光电阴极的重要方向。对晶面为(100),掺杂Be,厚度为1μm分子束外延生长的反射式GaAs发射层,设计了一种从体内到表面掺杂浓度由高到低分布的新型梯度掺杂结构。掺杂浓度的范围从1×1019cm-3到1×1018cm-3,并利用(Cs,O)激活技术制备了GaAs光电阴极。光谱响应测试曲线显示,与传统均匀掺杂的GaAs光电阴极相比,梯度掺杂的GaAs光电阴极的量子效率在整个波段都有提高,积分灵敏度可达1580μA/lm,且具有更好的稳定性。讨论了这种新型GaAs光电阴极获得更高量子效率的内在机理。该设计结构是现实可行的,且具有很大发展潜力,它为国内发展高性能GaAs光电阴极提供了一条重要途径。     

多碱光电阴极的研究动问

引言多碱光电阴极(Na_2KSb[Cs])由于它具有较高的光电灵敏度(～700μA/lm)和较宽的光谱响应(2000■～10000■),因此受到人们的重视,被广泛地应用于光电器件中,是目前夜视器件和单光子检测器件的基础之一。但其制备工艺较复杂,其光电发射机理至今不是很清楚。1955年,Sommer 发明这种阴极时,把光电转换的高效率原因称为“多碱效应”。二十多年来,为探讨“多碱效应”做了很多结构和特性的研究工作。     

K_2Te(Cs)日盲紫外光电阴极研究

研究了K2Te(Cs)日盲紫外阴极的制作工艺并制作了K2Te(Cs)日盲紫外阴极.测量了K2Te(Cs)日盲紫外阴极样品的光谱响应、光谱反射率和250nm波长激发条件下的荧光谱,测量结果表明:与Cs2Te日盲紫外阴极相比,在现有工艺条件下,K2Te(Cs)日盲紫外阴极的灵敏度高于Cs2Te日盲紫外阴极,光谱响应的峰值波长更短,位于250nm,而长波截止波长位于336nm;633nm的光谱灵敏度为10-4 mA/W数量级,较Cs2Te日盲紫外阴极低一个数量级.光谱反射率测量结果表明:K2Te(Cs)日盲紫外阴极的光谱反射率在200~437nm的波长范围内,均高于Cs2Te日盲紫外阴极,而在437~600nm的波长范围内,反射率却与Cs2Te日盲紫外阴极基本相同;折射率及消光系数也低于Cs2Te日盲紫外阴极.荧光谱测试结果表明:在同样条件下,250~350nm波长范围内,由于K2Te(Cs)紫外阴极的荧光强于Cs2Te紫外阴极,因此跃迁电子数量更多,阴极灵敏度更高,比较适用于日盲紫外探测成像器件的制造.     

用光致荧光研究多碱阴极光电发射机理

本文介绍了多碱光电阴极的特点及其在微光像增强器中的应用,叙述了光致荧光的原理.探索了利用光致荧光方法来研究多碱阴极Na2KSh膜层电子跃迁几率的方法,并测量了两个不同灵敏度多碱阴极的荧光谱及同一个多碱阴极在工作和非工作两种状态下的荧光谱,测试结果表明.多碱阴极的荧光强度与其电子跃迁的几率及阴极灵敏度成正比,同时多碱阴极在工作状态下,荧光强度比非工作状态下有所降低,原因是一部分跃迁电子逸出多碱阴极产生光电发射,而这部分电子不再回到基态,因此不再发出荧光.另外本文还测量了多碱阴极在不同波长激光激发条件下的荧光谱.结果表明,长波激发与短波激发相比,长波激发所获得的荧光强度更高,这说明长波激发产生跃迁电子的几率高,同时荧光谱峰值波长与激光波长的偏移较小,因此跃迁电子数多且能量损失小,有利于光电发射,将多碱阴极的荧光谱与多碱阴极的量子效率相比较.看出跃迁电子数量和所处能级这两个对光电发射过程有影响的关键因素中,能级因素对光电发射过程的影响更大.但对多碱阴极而言,由于短波激发时的电子跃迁几率低于长波激发时的电子跃迂几率,跃迁电子扩散过程中的能量损失较大,因此短波的量子效率随波长的增加而增加.实践证明,光致荧光是研究多碱阴极光电发射过程的一种有效手段,通过对多碱阴极荧光谱的研究,进一步揭示了多碱阴极的光电发射的机理,为进一步改进工艺和提高多碱阴极的灵敏度提供了重要的参考价值.     

GaAs光电阴极表面电子逸出概率与波长关系的研究

GaAs光电阴极量子效率公式中用到的表面电子逸出概率,在阴极工作波段范围内通常视为与入射光子波长无关的常数。应用该结论对反射式GaAs光电阴极激活实验结果进行了拟合分析。实验采用分子束外延GaAs材料,外延发射层厚度为1.6μm、掺杂浓度为1×1019cm-3,分析结果显示理论曲线与实验曲线存在偏差,而在激活台内阴极灵敏度下降后的光谱响应曲线拟合结果偏差更大。这种偏差是由于表面电子逸出概率对入射光子波长的依赖关系造成的,并非通常认为的与波长无关。经过光谱响应曲线的拟合分析得出,反射式阴极表面电子逸出概率与入射光子波长之间近似满足指数关系,两者通过表面势垒因子相联系。高、低温激活后阴极表面势垒因子分别为3.53和1.36。     

NEA光电阴极的(Cs,O)激活工艺研究

在自行研制的负电子亲和势光电阴极性能评估实验系统上,首次利用动态光谱响应技术和变角X射线光电子能谱(XPS)表面分析技术研究了GaAs光电阴极的(Cs,O)激活工艺.获得了首次导Cs、(Cs,O)导入以及(Cs,O)循环的优化激活条件.XPS分析给出GaAs(Cs,O)的最佳激活层厚度为0.82 nm,首次导Cs达到峰值光电发射时的Cs覆盖率为0.71个单层.在优化激活条件下,可以在国产反射式GaAs上获得1025 μA/lm的积分灵敏度.     

Cs_2CO_3共蒸阴极对有机电致发光器件性能的影响(英文)

研究了碳酸铯(Cs2CO3)掺杂8-羟基喹啉铝(Alq3)作为电子注入层对有机电致发光器件性能的影响。结果表明,与常用的Cs2CO3超薄层作电子注入层相比,Cs2CO3∶Alq3共蒸阴极对器件效率和亮度有很大提高,器件电流效率从3.1 cd/A(Cs2CO31 nm/Al)提高到6.5 cd/A(Cs2CO33%∶Alq3/Al)。器件性能的提高归因于Cs2CO3∶Alq3共蒸阴极比单层Cs2CO3阴极具有更好的电子注入能力和电子传输性能。薄膜形貌表明,共蒸阴极能有效降低Alq3表面粗糙度,有助于提高器件发光性能及寿命。