[發明專利]光電陰極及其制備方法

有效

• 申請號: 201810512769.X
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108470664B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 劉燕文;田宏;李芬;石文奇;朱虹;谷兵
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H01J1/34
• 分類號: H01J1/34;H01J9/12
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 喻穎

本公開提供一種光電陰極，包括：光電陰極基體；金屬納米粒子薄膜，沉積在所述光電陰極基體上；以及銻堿金屬化合物，制備在金屬納米粒子薄膜上；還提供一種所述光電陰極制備方法包括：1.在光電陰極基體表面沉積一層金屬納米粒子薄膜；2.利用加熱體對沉積有金屬納米粒子薄膜的光電陰極基體加熱，使其在800℃以上溫度充分除氣；3.通過加熱體加熱使銻源中銻蒸發到所制成的所述金屬納米粒子薄膜的表面形成銻膜；以及4.通過加熱體加熱堿金屬源與還原劑，同時通過加熱體加熱光電陰極基體，使生成的堿金屬蒸汽射向光電陰極基體上與步驟3所生成的銻膜反應，制成光電陰極，緩解銻堿金屬化合物光電陰極在強光作用下堿金屬蒸發問題，提高光電陰極量子效率。

技術領域

本公開屬于光電陰極技術領域，具體涉及一種光電陰極及其制備方法。

背景技術

1887年，當Hertz觀察到用紫外線照射陰極可以在距離較大的兩電極間引起火花放電時，他發現了光電效應，1905年被愛因斯坦的量子理論所解決。1929年后，人們發現了銀氧銫光電陰極，這種光電陰極比以前所用材料的量子效率要高出兩個量級，而且對整個可見光譜，包括近紅外都是靈敏的。隨著銀氧銫陰極的出現，光電陰極的研究重點放在探求量子效率更高及光譜響應特性不同的其它復雜材料上。光電陰極的第一個重要應用是從影片再現聲音，接著是各種各樣的光電變換裝置，如光電倍增管、攝影管等。其后又發現了銻銫陰極及多堿光電陰極，使光電陰極更廣泛地被應用在軍事、攝影、輻射探測等高科技領域。例如微光夜視儀就是利用夜間的星光，月光等弱光使景物通過物鏡進入像增強管，最后得到增強而呈現在熒光屏上。夜視儀可供各種步兵武器的夜間瞄準，也可供坦克、裝甲車及其它車輛的夜間行駛以及航空夜間觀測、導彈制導等。在高速攝影領域，光電陰極也占據非常重要的地位，研究這種新型光電陰極，對電子發射的理論和應用以及拓展納米材料應用研究領域都具有十分重要的學術價值和應用價值。

但這種陰極容易出現堿金屬蒸發的問題，尤其是在強光作用下堿金屬的蒸發速度更快，影響光電陰極的量子效率。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供一種光電陰極及其制備方法，以緩解銻堿金屬化合物光電陰極在強光作用下堿金屬的蒸發問題，提高光電陰極的量子效率。

(二)技術方案

在本公開的一個方面，提供一種光電陰極，包括：光電陰極基體；金屬納米粒子薄膜，沉積在所述光電陰極基體上；以及

銻堿金屬化合物，制備在金屬納米粒子薄膜上。

在本公開實施例中，所述金屬納米粒子薄膜的厚度為200nm～500nm。

在本公開實施例中，所述金屬納米粒子薄膜的金屬納米粒子的直徑約為10nm～100nm。

在本公開實施例中，所述金屬納米粒子薄膜的材料包括：鎳、鎢、鋨或其合金。

在本公開實施例中，所述陰極基體的制備材料包括：鎳、鎢或無氧銅。

在本公開的另一方面，提供一種光電陰極制備方法，包括：步驟1：在光電陰極基體表面沉積一層金屬納米粒子薄膜；步驟2：利用加熱體對沉積有金屬納米粒子薄膜的光電陰極基體1加熱，使其在800℃以上溫度充分除氣；步驟3：通過加熱體加熱使銻源中銻蒸發到步驟1所制成的所述金屬納米粒子薄膜的表面形成銻膜；以及步驟4：通過加熱體加熱堿金屬源與還原劑，同時通過加熱體加熱光電陰極基體，使生成的堿金屬蒸汽射向光電陰極基體上與步驟3所生成的銻膜反應，制成光電陰極。

在本公開實施例中，步驟3中所生成的銻膜厚200nm～500nm。

在本公開實施例中，所述步驟4中堿金屬蒸汽與銻膜反應的溫度為120～180℃。在本公開實施例中，所述加熱體的制備材料包括：鎢、鉬或鎢錸。

在本公開實施例中，所述堿金屬源的制備材料包括：銫、鈉或鉀。