[發(fā)明專利]一種高量子效率的納米陣列光電陰極及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011514561.5 | 申請(qǐng)日： | 2020-12-21 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112530768A | 公開（公告）日： | 2021-03-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 沈洋;方強(qiáng)龍;陳亮;李依婷;謝大寶;朱華 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國計(jì)量大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01J1/34 | 分類號(hào)： | H01J1/34;H01J9/12 |
| 代理公司： | 臺(tái)州杭欣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33333 | 代理人： | 尚竹亞 |
| 地址： | 310018 浙江省*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 量子 效率 納米 陣列 光電 陰極 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種高量子效率的納米陣列光電陰極及其制備方法，光電陰極包括正極、負(fù)極、指數(shù)摻雜層、絕緣層。正極為納米條帶陣列；所述正極接入電源正極，所述負(fù)極接入電源負(fù)極。其中所述指數(shù)摻雜層包括陰極發(fā)射層、保護(hù)層和基底；所述陰極發(fā)射層為納米圓柱；陰極發(fā)射層材料為指數(shù)摻雜的In0.53Ga0.47As，保護(hù)層材料為In0.63Ga0.37As，基底材料為n型GaAs(100)基底。本發(fā)明還公開了上述光電陰極的制備方法。在本發(fā)明中通過外加強(qiáng)電場(chǎng)的方式來降低陰極的表面功函數(shù)，可以有效減少光電陰極性能的衰減。在正極與陰極發(fā)射層之間加了絕緣層，避免出現(xiàn)短路或者打火的現(xiàn)象。采用納米柱陣列的結(jié)構(gòu)，可以大幅提升陰極的電子發(fā)射能力。采用指數(shù)摻雜的方式可以大幅提升陰極的量子效率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及真空光電發(fā)射領(lǐng)域，尤其涉及一種高量子效率的納米陣列光電陰極及其制備方法。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)光電陰極僅工作于低溫和微光環(huán)境中,發(fā)射電流密度較小,耐離子轟擊能力較差,量子效率低，所以無法滿足一些真空器件和設(shè)備對(duì)陰極量子效率和發(fā)射電流的要求。此外，Cs/O激活的GaAs光電陰極有較小的功函數(shù)、較高的量子效率和靈敏度。但是在光電陰極的工作過程中,Cs原子和O原子的比例失衡以及原子脫附會(huì)造成光電陰極性能大幅衰減，所以為了獲得高量子效率的光電陰極必須拋棄傳統(tǒng)的激活工藝。
場(chǎng)助發(fā)射光電陰極同樣工作于常溫環(huán)境,通過柵極提供的強(qiáng)電場(chǎng)來降低陰極材料的表面功函數(shù),最終實(shí)現(xiàn)電子發(fā)射。但是場(chǎng)助光電陰極同樣無法承受長時(shí)間、高能量光束照射,其每平方厘米面積的發(fā)射電流也無法達(dá)到安培量級(jí)。在場(chǎng)助發(fā)射光電陰極組件中,隨工作電壓增加,陰極與柵極之間容易出現(xiàn)打火或短路等現(xiàn)象,極大地增加了器件的封裝難度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種納米陣列光電陰極及其制備方法，可以解決上述技術(shù)問題中的一個(gè)或是多個(gè)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：
一種高量子效率的納米陣列光電陰極，包括正極、負(fù)極、指數(shù)摻雜層、絕緣層。
所述正極為納米條帶陣列；所述正極的材料和所述負(fù)極的材料均為Mo，絕緣層的材料為Al2O3；所述正極接入電源正極，所述負(fù)極接入電源負(fù)極。
其中所述指數(shù)摻雜層包括陰極發(fā)射層、保護(hù)層和基底；所述陰極發(fā)射層為納米圓柱；陰極發(fā)射層材料為指數(shù)摻雜的In0.53Ga0.47As，保護(hù)層材料為In0.63Ga0.37As，基底材料為n型GaAs(100)基底。
進(jìn)一步的：所述陰極發(fā)射層摻雜濃度范圍由體內(nèi)到表面的范圍是1×1019cm-3—1×1018cm-3。
進(jìn)一步的：所述陰極發(fā)射層厚度為1.6μm—2.2μm。
進(jìn)一步的：圓柱直徑為3μm—10μm，納米柱陣列間距為1μm—7μm。
進(jìn)一步的：所述保護(hù)層濃度為1×1019cm-3，厚度3μm—5μm。
進(jìn)一步的：所述基底厚度為10μm—30μm。
進(jìn)一步的：所述正極厚度為150nm。
進(jìn)一步的：所述負(fù)極厚度為250nm。
進(jìn)一步的：所述絕緣層的厚度為10μm—15μm。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中國計(jì)量大學(xué)，未經(jīng)中國計(jì)量大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202011514561.5/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
