[實用新型]一種激活反射式光陰極的裝置

有效

• 申請號: 201720256387.6
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206628438U
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 楊小東;唐文新;孫建國
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01J1/304
• 分類號: H01J1/304;H01J37/073
• 代理公司: 重慶大學專利中心50201
• 代理人: 唐開平

技術領域

本實用新型屬于光陰極材料制作的技術領域，具體涉及一種激活光陰極的裝置，光陰極材料應用于自旋極化電子顯微鏡，自旋極化電子能量譜儀等。

背景技術

光陰極材料是利用光電效應，用光照射樣品表面使電子從材料表面逸出從而獲得電子，受激發的材料就稱為光陰極材料。III-V族半導體是現今最廣泛應用的光陰極材料，有較高的量子效率從而可以得到高亮度的電子束。

目前光電子的激活可采用反射式和背射式激活方式。背射式的主要優點在于可將激發光源裝置放在光陰極發射面的背面，使結構設計更加簡單，但這種方式對樣品的厚度要求苛刻，而反射式則不存在這個問題。

由于電子逸出過程強烈的依賴于材料表面雜質原子的數量，因此去除陰極材料表面的雜質原子成為激活陰極材料的關鍵步驟之一。

表面功函數，即電子克服材料表面的束縛能逸出到真空中。但是通常情況，真空能級都高于材料表面能級，因此降低表面功函數，是得到高量子效率的關鍵。降低表面功函數最常用的方式是在表面外延生長幾個氧化銫原子層。例如對于光陰極材料砷化鎵而言，圖1是砷化鎵光陰極材料經過三種不同處理方式后的能帶結構對比圖，A為砷化鎵表面無任何外延處理情況下時，真空能級遠遠高于導帶能級，說明需要遠大于禁帶寬度能量的光子才能激發出電子。B為在砷化鎵表面外延生長一定厚度銫，此時真空能級與導帶幾乎相等。C為砷化鎵表面外延生長氧化銫，真空能級會低于導帶能級，也就意味著只要受激發的電子能夠到達陰極材料表面，就能夠逸出到真空（即所謂的負電子親和勢）。

因此要得到理想的光陰極材料主要包含兩個步驟：去除表面雜質和生長一定厚度的氧化銫外延層。現有的光陰極材料激活裝置由用戶定制，并且光陰極材料樣品比較大，所使用的設備體積和重量較大，不利于小型科研設備的配套安裝。

本實用新型專利所稱的“樣品”是指用光陰極材料制作的樣品。

實用新型內容

針對科研所用材存在的實際困難，本實用新型所要解決的技術問題就提供了一種小型和輕量化的激活反射式光陰極的裝置，滿足反射式光陰極材料激活，制備自旋極化砷化鎵光陰極，來產生高亮度以及自旋極化電子，并能夠靈活應用在相應電子顯微鏡設備上。

本實用新型所要解決的技術問題是通過這樣的技術方案實現的，它包括由樣品加載室與激活腔室構成的真空腔室、由磁耦合傳樣桿與樣品架組成的樣品傳送機構和由樣品架固定臺與線性位移器組成的工作臺；與樣品加載室穿通且在激活腔室內能進出的磁耦合傳樣桿前端插接或卸載樣品架，激活腔室內的樣品架固定臺固定在線性位移器的頂端，樣品架卡固在樣品架固定臺上。

本實用新型的技術效果是:能制備光陰極材料，且設備體積小、重量輕，耗材少、能耗低。

附圖說明

本實用新型的附圖說明如下：

圖1為砷化鎵樣品經過三種處理方式后的能帶對比圖；

圖2本實用新型的正視圖；

圖3本實用新型的俯視圖；

圖4本實用新型的樣品架固定臺的平面圖；

圖5本實用新型的樣品架固定臺的立體圖；

圖6本實用新型的樣品架的結構圖；

圖7本實用新型的傳樣固定頭的結構圖。

圖中：1、磁耦合傳樣桿；2、樣品加載室；3、分子泵；4、插板閥；5、激活腔室；6、離子泵；7、全金屬閘板閥；8、玻璃視窗；9、線性位移器；10、真空電極導入插頭；11、石英視窗；12、真空規；13、氧氣漏閥；14、真空電極導入插頭；15、樣品架固定臺；16樣品架組件、17、彈性固定壓片；18、連接件；19、剛玉陶瓷桿；20、燈絲屏蔽罩；21、燈絲；22、陶瓷零件；23、燈絲組件支架；24、 導線；25、樣品架；26、光陰極樣品；27、空心圓壓片；28、樣品架接頭；29、卡銷；30、樣品架傳樣座；31、彈簧；32傳樣座連接件。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：

如圖2、圖3、圖4所示，本實用新型包括由樣品加載室2與激活腔室5構成的真空腔室、由磁耦合傳樣桿1與樣品架25組成的樣品傳送機構和由樣品架固定臺15與線性位移器9組成的工作臺；與樣品加載室2穿通且在激活腔室5內能進出的磁耦合傳樣桿1前端插接或卸載樣品架25，激活腔室5內的樣品架固定臺15固定在線性位移器9的頂端，樣品架25卡固在樣品架固定臺15上。真空腔室提供激活樣品的真空環境，樣品傳送機構用于放入或取出樣品，實施在真空腔室內更換樣品，工作臺用于給樣品生長氧化銫外延層和激發樣品的光電子。