[實用新型]帶有底柵控電極的平面電子發射光探測器

有效

• 申請號: 201320267105.4
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN203339201U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 王琦龍;婁朝剛;張曉兵;雷威;翟雨生
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L31/113
• 分類號: H01L31/113
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 齊旺

1.一種帶有底柵控電極的平面電子發射光探測器，其包括：襯底（1）、平面型電子發射體（2）、底柵控電極（3）、電子收集極（4）、SiO₂絕緣隔離層（5）、真空封裝套件（6）和入射窗（7）；

其特征在于：在所述襯底（1）上利用薄膜工藝制備金屬底柵控電極（3），電極材料為貴金屬材料或普通金屬材料，在其上方利用電子束蒸發、等離子增強化學氣相沉積或磁控濺射的方法制備SiO₂絕緣隔離層（5），在隔離層的上方同樣采用薄膜工藝制備電子收集極（4），與電子收集極（4）相對的位置制備平面型電子發射體（2），利用真空封裝套件（6）和入射窗（7）將其他組件實現真空封裝。

2.根據權利要求1所述的一種帶有底柵控電極的平面電子發射光探測器，其特征在于：所述襯底（1）材料為硅片基底或金屬板基底或玻璃板基底。

3.根據權利要求1所述的一種帶有底柵控電極的平面電子發射光探測器，其特征在于：所述平面型電子發射體（2）和所述電子收集極（4）位于同一平面內，兩者端面之間的最小間距小于10nm。

4.根據權利要求1所述的一種帶有底柵控電極的平面電子發射光探測器，其特征在于：所述平面型電子發射體（2）為金剛石薄膜或石墨烯材料或納米尺度金屬材料或納米尺度半導體材料或碳納米管材料。

5.根據權利要求1所述的一種帶有底柵控電極的平面電子發射光探測器，其特征在于：所述真空封裝套件（6）其構成材料為玻璃或陶瓷。

6.根據權利要求1所述的一種帶有底柵控電極的平面電子發射光探測器，其特征在于：所述入射窗（7）構成材料為高透光率光學玻璃或半導體基片或金屬鈹窗，以分別對應可見光區、紅外光區和X光區。

7.根據權利要求1至6任意一權利要求所述的一種帶有底柵控電極的平面電子發射光探測器，其特征在于：光波由入射窗（7）進入探測器內，并照射位于窗口下方的平面型電子發射體（2）和電子收集極（4）所在區域，而同時在平面型電子發射體（2）和電子收集極（4）之間、在平面型電子發射體（2）和底柵控電極（3）之間分別施加偏置電壓；當光照射電子發射體（2）后，光波中電場分量可使發射體的表面勢壘下降，其內部的費米能級電子逸出到自由空間形成電子云，并在偏置電壓作用下向電子收集極（4）運動，形成光電流，實現光波探測；所述平面型電子發射體（2）采用低逸出功材料，電子收集極（4）和平面型電子發射體（2）的間距趨近大氣中平均電子自由程，光電流與入射光電場場強之間滿足福勒諾德海姆公式，電場場強與光強有關；平面型電子發射體（2）和電子收集極（4）之間的距離小于平均電子自由程，真空封裝套件（6）內真空水平為亞真空。