[發明專利]反、透射式石墨烯光電陰極及其制備和激活方法有效
| 申請號： | 202110299754.1 | 申請日： | 2021-03-22 |
| 公開（公告）號： | CN113113277B | 公開（公告）日： | 2022-09-20 |
| 發明（設計）人： | 張益軍;詹晶晶;張鍇珉;李詩曼;王自衡;李姍;錢蕓生 | 申請（專利權）人： | 南京理工大學 |
| 主分類號： | H01J1/34 | 分類號： | H01J1/34;H01J9/12 |
| 代理公司： | 南京理工大學專利中心 32203 | 代理人： | 朱炳斐 |
| 地址： | 210094 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 透射 石墨 光電 陰極 及其 制備 激活 方法 | ||
1.一種反射式石墨烯光電陰極，其特征在于，該光電陰極包括自下而上依次設置的襯底層(3)、p型石墨烯發射層(2)以及Cs/O激活層(1)，光從Cs/O激活層(1)入射，電子從Cs/O激活層(1)逸出。
2.根據權利要求1所述的反射式石墨烯光電陰極，其特征在于，所述襯底層(3)的材料為Cu或Ni或Si或SiO2或玻璃或石英或藍寶石或氟化鎂或GaAs或InGaAs或GaAsP或GaAlAs或GaN或InGaN或GaAlN。
3.根據權利要求2所述的反射式石墨烯光電陰極，其特征在于，所述p型石墨烯發射層(2)采用苯基硼酸作為硼源的摻雜石墨烯CVD生長方法進行制備。
4.根據權利要求3所述的反射式石墨烯光電陰極，其特征在于，所述p型石墨烯發射層(2)中的石墨烯層數不超過20層。
5.針對權利要求1所述反射式石墨烯光電陰極的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1，將苯基硼酸粉末加熱升華至退火處理后的銅箔上，冷卻后生成單層硼摻雜石墨烯；
步驟2，將銅箔上生長的硼摻雜石墨烯逐層轉移至目標襯底即襯底層，之后判斷硼摻雜石墨烯的層數是否達到預設層數，若是，則執行下一步，否則重復執行步驟1和步驟2，直至石墨烯層數滿足要求，形成p型石墨烯發射層；
步驟3，通過真空激活工藝，在p型石墨烯發射層表面進行Cs/O激活，由此制備得到反射式石墨烯光電陰極。
6.針對權利要求1所述反射式石墨烯光電陰極的激活方法，其特征在于，所述方法包括銫、氧源激活兩步，其中第一步激活過程中采用一個鹵素燈白光光源垂直照射光電陰極面，第二步激活過程中采用藍紫光激光器垂直照射光電陰極面，該方法具體包括以下步驟：
步驟1，開啟鹵素燈白光光源垂直照射光電陰極面，同時開啟銫源，使得光電陰極產生的光電流逐漸上升，直至光電流上升平穩，到達峰值；
步驟2，更換藍紫光激光光源激活，使得光電陰極產生的光電流逐漸上升，直至光電流上升平穩；
步驟3，開啟氧源，使得光電流下降；
步驟4，當光電流下降平緩后，關閉氧源，光電流上升；
步驟5，重復步驟3和4，直到光電流峰值不再增加，關閉氧源；
步驟6，待光電流上升至峰值，關閉銫源，并關閉激光器，激活結束。
7.一種透射式石墨烯光電陰極，其特征在于，該光電陰極包括自上而下依次設置的襯底層(3)、p型石墨烯發射層(2)以及Cs/O激活層(1)，光從襯底層(3)入射，電子從Cs/O激活層(1)逸出。
8.針對權利要求7所述透射式石墨烯光電陰極的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1，將苯基硼酸粉末加熱升華至退火處理后的銅箔上，冷卻后生成單層硼摻雜石墨烯；
步驟2，將銅箔上生長的硼摻雜石墨烯逐層轉移至目標襯底即襯底層，之后判斷硼摻雜石墨烯的層數是否達到預設層數，若是，則執行下一步，否則重復執行步驟1和步驟2，直至石墨烯層數滿足要求，形成p型石墨烯發射層；
步驟3，通過真空激活工藝，在p型石墨烯發射層表面進行Cs/O激活，由此制備得到透射式石墨烯光電陰極。
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