日盲紫外光电阴极

摘要

本实用新型公开了一种日盲紫外光电阴极。上述的日盲紫外光电阴极包括光电阴极基板、导电基底层以及金属化合物层，所述光电阴极基板具有纳米阵列结构，所述导电基底层与所述金属化合物层依次重叠连接于所述纳米阵列结构，所述金属化合物层为Cs

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，特别是涉及一种日盲紫外光电阴极。

背景技术

透射式日盲紫外光电阴极的基本结构为光电阴极基板/导电基底层/Cs2Te薄膜，是200～280nm波段探测与成像器件的光电转换核心元件。在自然界中，太空中产生的日盲紫外线会被地球大气层的臭氧层吸收，所以在地球表面不存在波长在200～280之间的紫外线。因此日盲紫外探测器与成像器件可以忽略太阳辐射对目标信号的干扰，从探测目标选择与识别等方面优于可见光和红外探测；在天文观测、航空航天、导弹预警和高压电晕放电等领域具有重要应用。量子效率作为光电阴极最重要的技术指标之一，但目前商用透射式日盲紫外光电阴极探测与成像器件的量子效率仅15％～25％，低量子效率严重制约了日盲紫外光电器件的应用。

在透射式日盲紫外光电阴极中Cs

实用新型内容

基于此，针对传统技术中导电基底层主要为Ni-Cr或者单质Ni半透明金属膜层，而半透明金属膜层透过率低，入射光反射损失，日盲紫外透过率小于75％，导致量子效率较低，难以得到广泛应用的问题，本发明一实施例提供一种日盲紫外光电阴极。本实用新型的日盲紫外光电阴极能够减少光损失，提高光电阴极的量子效率。

一种日盲紫外光电阴极，包括光电阴极基板、导电基底层以及金属化合物层，所述光电阴极基板具有纳米阵列结构，所述导电基底层与所述金属化合物层依次重叠连接于所述纳米阵列结构，所述金属化合物层为Cs

在其中一些实施例中，所述纳米阵列结构包括纳米孔柱阵列、半球形孔阵列、纳米碗阵列以及倒纳米锥形阵列中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述导电基底层为掺铝氧化锌薄膜、ITO薄膜、FTO薄膜以及TCO薄膜中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述光电阴极基板的整个表面均具有所述纳米阵列结构。

在其中一些实施例中，所述光电阴极基板的面积为1×10

在其中一些实施例中，纳米阵列结构各方向尺寸范围在100～1000nm。

在其中一些实施例中，所述导电基底层的厚度为0.1～10nm。

在其中一些实施例中，所述金属化合物层的厚度为1～100nm。

在其中一些实施例中，所述光电阴极基板的厚度为100～1000μm。

在其中一些实施例中，所述纳米阵列结构为二维周期性点阵排列。

上述的日盲紫外光电阴极能够减少光损失，提高光电阴极的量子效率。上述的日盲紫外光电阴极作为日盲紫外探测器最重要组成部分，可以应用在天文观测、航空航天、导弹预警和高压电晕放电等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本实用新型一实施例所述的日盲紫外光电阴极示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的日盲紫外光电阴极侧面示意图；

图3为本实用新型一实施例所述的日盲紫外光电阴极进行量子效率曲线测试示意图。

附图标记说明

10、日盲紫外光电阴极；100、光电阴极基板；101、纳米阵列结构；200、导电基底层；300、金属化合物层。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请实施例提供一种日盲紫外光电阴极10，以解决传统技术中导电基底层200主要为Ni-Cr或者单质Ni半透明金属膜层，而半透明金属膜层透过率低，入射光反射损失，日盲紫外透过率小于75％，导致量子效率较低，难以得到广泛应用的问题。以下将结合附图对进行说明。

本申请实施例提供的日盲紫外光电阴极10，示例性的，请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的日盲紫外光电阴极10的结构示意图。本申请的日盲紫外光电阴极10能够用于200～280nm波段探测与成像器件的光电转换用途。

为了更清楚的说明日盲紫外光电阴极10的结构，以下将结合附图对日盲紫外光电阴极10进行介绍。

示例性的，请参阅图1及图2所示，图1为本申请实施例提供的日盲紫外光电阴极10的结构示意图，图2为本申请实施例提供的日盲紫外光电阴极10的结构侧面示意图。一种日盲紫外光电阴极10，包括光电阴极基板100、导电基底层200以及金属化合物层300，光电阴极基板100具有纳米阵列结构101，导电基底层200与金属化合物层300依次重叠连接于纳米阵列结构101，金属化合物层300为Cs

在其中一些实施例中，纳米阵列结构101包括纳米孔柱阵列、半球形孔阵列、纳米碗阵列以及倒纳米锥形阵列中的一种或几种。

在其中一些实施例中，纳米阵列结构101的制备方法包括但不限于以下方法：光刻与等离子体刻蚀、纳米压印、胶体晶体刻蚀等。

在其中一些实施例中，导电基底层200为掺铝氧化锌薄膜、ITO薄膜、FTO薄膜以及TCO薄膜中的一种或几种。例如，在其中一个具体示例中，导电基底层200为掺铝氧化锌薄膜；在另一个具体示例中，导电基底层200为ITO薄膜；在另一个具体示例中，导电基底层200为FTO薄膜；在另一个具体示例中，导电基底层200为TCO薄膜。

在其中一些实施例中，光电阴极基板100的整个表面均具有纳米阵列结构101。

在其中一些实施例中，光电阴极基板100的面积为1×10

在其中一些实施例中，纳米阵列结构各方向尺寸范围在100～1000nm。

在其中一些实施例中，导电基底层200的厚度为0.1～10nm。例如，在其中一个具体示例中，导电基底层200的厚度为0.1nm；在另一个具体示例中，导电基底层200的厚度为10nm。不难理解，在其他具体示例中，导电基底层200的厚度还可以是0.5nm、1nm、2nm、3nm、5nm、6nm、8nm、9nm或者其他数值。

在其中一些实施例中，金属化合物层300的厚度为1～100nm。例如，在其中一个具体示例中，金属化合物层300的厚度为1nm；在另一个具体示例中，金属化合物层300的厚度为100nm。不难理解，在其他具体示例中，金属化合物层300的厚度还可以是5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或者其他数值。

在其中一些实施例中，光电阴极基板100的厚度为100～1000μm。例如，在其中一个具体示例中，光电阴极基板100的厚度为100μm；在另一个具体示例中，光电阴极基板100的厚度为1000μm。不难理解，在其他具体示例中，光电阴极基板100的厚度还可以是200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或者其他数值。

在其中一些实施例中，纳米阵列结构101为二维周期性点阵排列。

上述日盲紫外光电阴极10，能够减少光损失，提高光电阴极的量子效率。

上述的日盲紫外光电阴极10在制备时，包括如下步骤：

步骤1、在光电阴极基板100的光敏面进行纳米阵列结构101制备；

步骤2、利用原子层沉积技术在光电阴极基板100的光敏面上沉积导电基底层200；以及

步骤3、利用超高真空热蒸发技术在沉积了导电基底层200的光电阴极基板100的光敏面上制备Cs

实施例1

本实施例提供了一种日盲紫外光电阴极10。

本实施例的日盲紫外光电阴极10按照如下步骤制备得到。

以直径为25mm，厚度为6.0mm牌号为JGS-1的合成石英窗作为光电阴极基板100为例，日盲紫外光电阴极10的制备方法具体包括以下步骤：

第一步：制造聚苯乙烯(PS)微球单层膜，再通过反应离子束刻蚀技术对微球单层膜加工，在微球单层膜上得到合理尺寸的若干个微球孔，合理尺寸包括微球孔直径以及相邻的微球孔之间的间距。

第二步：将第一步得到的微球单层膜压印到石英窗的光敏面，通过光刻与等离子光刻技术制备多个纳米孔柱，得到纳米阵列结构101。

第三步：采用原子层沉积技术在具有纳米矩阵结构的石英窗上沉积掺铝氧化锌膜。

第四步：利用超高真空热蒸发技术在沉积了沉积掺铝氧化锌膜的石英窗的光敏面上制备Cs

通过上述方法制作的日盲紫外光电阴极10如图1及图2所示，包括光电阴极基板100100、导电基底层200200、Cs

利用在线光谱响应测试系统对上述方法制作的日盲紫外光电阴极10进行量子效率曲线测试，测试结果如图3所示。

实施例2

本实施例提供了一种日盲紫外光电阴极10。

本实施例的日盲紫外光电阴极10按照如下步骤制备得到。

以直径为30mm，厚度为8.0mm牌号为JGS-1的合成石英窗作为光电阴极基板100为例，日盲紫外光电阴极10的制备方法具体包括以下步骤：

第一步：制造聚苯乙烯(PS)微球单层膜，再通过反应离子束刻蚀技术对微球单层膜加工，在微球单层膜上得到合理尺寸的若干个微球孔，合理尺寸包括微球孔直径以及相邻的微球孔之间的间距。

第二步：将第一步得到的微球单层膜压印到石英窗的光敏面，通过纳米压印技术制备多个半球形孔，得到纳米阵列结构101。

第三步：采用原子层沉积技术在具有纳米矩阵结构的石英窗上沉积掺铝氧化锌膜。

第四步：利用超高真空热蒸发技术在沉积了沉积掺铝氧化锌膜的石英窗的光敏面上制备Cs

通过上述方法制作的日盲紫外光电阴极10如图1及图2所示，包括光电阴极基板100100、导电基底层200200、Cs

综上所述，上述的日盲紫外光电阴极10能够减少光损失，提高光电阴极的量子效率。上述的日盲紫外光电阴极10作为日盲紫外探测器最重要组成部分，可以应用在天文观测、航空航天、导弹预警和高压电晕放电等领域。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。