。金属光阴极与半导体光阴极的能带理论 >金属光阴极 eo Eo Er 金属内的“冷”电子(光电子)源于费米能级附近,光电发射阈值: E。=E。-Ep 注:考虑到散射损耗,金属内光电子能量必须大于该值才可溢出
>半导体光阴极 EA Ec E Ev 半导体内的“冷”电子(光电子)源于价带附近,表面处的能量: E=E+Eg 注:E为真空能级与导带能级之差,即电子亲和势
光吸收率大 竹时品手小 表面势垒可人为控制 >实际半导体能级在表面由于空间电荷区的存在会发生弯曲。 当E定义为真空能级与表面导带底之差、△E定义为导带弯曲量 时, 半导体内光电子有效电子亲和势(即通常所说的电子亲和势): EAe=EA-△E 半导体材料的光电发射阙值:E,二E。+E △E可人为控制 E>0:正电子亲和势光阴极(当前常用) E<0:负电子亲和势光阴极(最好)
1.银氧铯光电阴极 银氧铯(Ag-O-Cs)阴极是最早使用的实用光阴极。它的特点是 对近红外辐射灵敏。制作过程是先在真空玻璃壳壁上涂上一层银 膜再通入氧气,通过辉光放电使银表面氧化,对于半透明银膜由 于基层电阻太高,不能用放电方法而用射频加热法形成氧化银膜 再引入铯蒸汽进行敏化处理,形成Ag-O-Cs薄膜。 银氧铯光电阴极的光谱响应有两个峰值,一个在350m处, 个在800nm处。光谱范围在300nm到1200nm之间。量子效率不 高,峰值处约0.5%~1%左右。 将近红外区具有高灵敏度的Ag-O-Cs阴极和蓝光区具有高灵敏 度的Bi-Cs-O阴极相结合,可以获得在整个可见光谱内有较均匀响 应和高灵敏度的铋银氧铯光电阴极。量子效率可达10%
2.单碱和多碱锑化物光阴极 单碱:金属锑(Sb)与碱金属锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷 (Rb)、铯(Cs)中的一种化合,形成具有稳定光电发射的发射体。 最常用的是锑化铯(CsSb),其阴极灵敏度最高。长波限约为 650nm,广泛用于紫外和可见光区的光电探测器中。锑化铯阴极的 峰值量子效率较高,一般高达20%~30%,比银氧铯光电阴极高30 多倍。 多碱:两种或三种碱金属与锑化合形成多碱锑化物光阴极,其量 子效率峰值可高达30%,光谱响应范围宽。 双碱阴极锑钾钠(Na,KSb),锑铯钾(K,CsSb);三碱阴极锑 钾钠铯(NaKSb Cs)