[發明專利]一種提高GaAs光電陰極量子效率和壽命的激活方法

有效

• 申請號: 201710782391.0
• 申請日: 2017-09-02
• 公開（公告）號: CN109427518B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 張益軍;張景智;馮琤;張翔;錢蕓生;張俊舉;戴慶鑫
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01J9/12
• 分類號: H01J9/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種提高GaAs光電陰極量子效率和壽命的激活方法，即在超高真空激活系統中，采用波長為532nm的單色光源替代傳統的鹵塢燈光源進行激活。其激活步驟包括：1.對待激活的GaAs樣品進行化學清洗；2.對化學清洗后的樣品進行高溫凈化；3.采用波長為532nm的單色光源照射陰極表面，通過Cs源持續，氧源斷續的工藝對樣品進行激活。通過上述方法所獲得的GaAs光電陰極在量子效應和穩定性上都有了明顯提高。

技術領域

本發明涉及一種在制備負電子親和勢半導體光電發射材料過程中采用單色光進行激活的方法，特別涉及一種能提高GaAs光電陰極量子效應和壽命的激活方法。

背景技術

砷化鎵(GaAs)光電陰極作為一種負電子親和勢光電陰極，能把肉眼難以分辨的微弱光信號轉換為電信號，其具有較好的光電性能和廣闊的前景。為了獲得高的量子效應和較長的壽命，它對制備方法以及制作設備的真空度和表面的凈化程度具有極高的要求。就目前來說，陰極的穩定性仍需要進一步提高，即最大限度地減緩陰極量子效率隨時間的衰減速率。而GaAs光電陰極的穩定性主要取決于表面激活層與GaAs表面的相互作用，表面激活層是否失效與系統真空度、激活源種類和純度、表面激活工藝等因素密切相關，因此研發一種能夠提高GaAs 光電陰極壽命的激活工藝對于研制高性能的微光像增強器具有重要意義。

而光照條件作為激活過程中一個重要因素，在很大程度上會影響Cs、O在陰極表面的吸附效果，進而影響GaAs光電陰極的量子效應和壽命。在傳統的激活方法中，一般是采用一個照度為100勒克斯的鹵鎢燈垂直照射陰極面。但是采用鹵鎢燈作為光照條件的激活方法得到的GaAs光電陰極在量子效應和穩定性上都還有很大的提升空間，尤其是在陰極壽命上，并不令人滿意。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用單色光作為光照條件的激活方法，能夠使 GaAs光電陰極具有較高量子效率和穩定性。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種提高GaAs光電陰極量子效率和壽命的激活方法，包括以下步驟：

步驟1、對待激活樣品進行化學清洗；

步驟2、對化學清洗后的樣品進行高溫凈化；

步驟3、以波長為532nm的單色光源照射光電陰極表面，開啟銫源并始終保持開啟狀態，光電流逐漸上升；

步驟4、光電流達到峰值并下降，當下降到峰值的75％—85％時開啟氧源，在光電流出現新的峰值時關閉氧源；

步驟5、重復步驟4，直到光電流的峰值電流不再增加時，先后關閉氧源和銫源，結束激活過程。

本發明與現有技術相比，其有益效果為：1)相對于傳統激活方法，本發明的單色光照射激活的光電流增長速度比鹵鎢燈照射激活的要快且能獲得更高的陰極量子效率；2)本發明提供的激活方法所獲得的GaAs光電陰極壽命更長，且補Cs后的穩定性也較傳統方法更高。

附圖說明

圖1為本發明的激活流程圖。

圖2為本發明和傳統方法激活在激活過程中樣品表面光電流的變化曲線。

圖3為本發明和傳統方法激活后GaAs陰極樣品的量子效應曲線對比圖。

圖4為本發明與傳統方法激活后GaAs陰極樣品的光電流衰減對比圖。

圖5為本發明與傳統方法激活后GaAs陰極樣品補Cs后量子效應曲線流對比圖。

圖6為本發明與傳統方法激活后GaAs陰極樣品補Cs后光電流衰減對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。