[发明专利]一种钠铯锑双碱光电阴极的制作方法

权利要求书

1.一种钠铯锑双碱光电阴极的制作方法，其特征在于：包含钠双碱光电阴极制作装置和具体操作步骤，A、钠双碱光电阴极制作装置的结构，在台面（1）上，通过管道（5）设置一个与抽真空系统（19）联通的真空室（4），真空室内正上方装有一块观察窗（8），观察窗外通过支架装有一个阴极加工灯（7），阴极加工灯与光电阴极制作控制系统（17）对应的电压源正负极相连接，真空室内右上方，从外向里装有一个机械手（9），真空室（4）内底部，与已装有碱金属发生器、锑球（12）的密封法兰盘（14）密封连接，密封法兰盘上放置一个蒸发罩（11），蒸发罩正上方的圆孔内放置阴极玻璃窗（10），在真空室（4）外面罩有烘箱（2）；B、钠双碱光电阴极制作的具体操作步骤：

a、安装蒸发器，在密封法兰盘（14）上用螺钉安装钠蒸发器（16）、铯蒸发器（13）、锑球（12）及收集极（3），而后将蒸发罩（11）套在密封法兰盘（14）上，再将阴极玻璃窗（10）放置在蒸发罩上端面的圆孔中并将孔盖住；

b、真空室的密封，将安装好组件的密封法兰盘（14）装入真空室（4），密封法兰盘（14）与真空室壁的底部之间装有无氧铜垫片并通过螺栓拉紧密封连接，利用机械手（9）将阴极玻璃窗（10）从蒸发罩（11）上端面的圆孔中移开，使阴极玻璃窗不再盖住蒸发罩的孔；

c、抽真空，将烘箱（2）罩住真空室，连接烘箱与温度控制系统（18），开启抽真空系统（19）对真空室（4）进行抽真空，当压强低于2×10^-5mbar时，打开温度控制系统（18），设置加温程序，开始对烘箱加热，使真空室温度在3—3.5小时内上升到350℃，保温7小时，然后自然降温；

d、接通蒸发器电源，当烘箱（2）温度达到常温后移开烘箱，用机械手（9）将阴极玻璃窗（10）放回到蒸发罩（11）上方的圆孔中并将圆孔盖住，用导线通过密封法兰盘（14）上的真空引线柱（15），依次将钠蒸发器（16）、铯蒸发器（13）、锑球（12）的两端分别与光电阴极制作控制系统（17）对应的电流源的正负极相连接，用导线通过真空引线柱（15），将串联有弱电流计（21）的收集极（3）和阴极玻璃窗接触电极（6）的线路与光电阴极制作控制系统对应的电压源正极相连接；

e、真空室加温，将烘箱（2）罩住真空室（4），打开温度控制系统（18），将温度设定为185℃，开始对烘箱加热，待真空室温度达到185℃后，保温20分钟；

f、调节阴极加工灯、收集极电流电压，打开光电阴极制作控制系统（17），阴极加工灯电流调到1.65±0.2A，收集极电压调至+90V，观察弱电流计（21）的光电流变化；

g、调节蒸发器电流，打开钠蒸发器（16）、铯蒸发器（13）、锑球（12）的电流源，分别将电流调至2.5A、2.5A、1.0A，按0.2A/每分钟的速率增加钠蒸发器和铯蒸发器的电流，按0.1A/每分钟的速率增加锑球的电流，在此过程中观察光电流的变化；

h、控制蒸铯、锑电流，10分钟之后，当钠蒸发器（16）和铯蒸发器（13）的电流增加到4.5A，锑球（12）的电流达到2.0A时，关闭铯蒸发器和锑球的电流源，保持开启钠蒸发器的电流源，但减小钠蒸发器电流的增加速率到0.1A/每分钟，在此过程中观察光电流的变化；

i、控制蒸钠电流，随着钠蒸发器（16）电流的不断增加，当达到5.0A时，可以观察到出现光电流，当出现光电流之后，立即关闭钠蒸发器的电流源；

j、控制蒸铯电流，在关闭钠蒸发器（16）电流的同时打开铯蒸发器（13）的电流源，此时铯蒸发器的电流为先前关闭时的电流，即为4.5A，按0.1A/每分钟的速率增加铯蒸发器的电流，4分钟后，当铯蒸发器的电流达到4.9A时，会观察到光电流持续增大，此时不再增加铯蒸发器的电流，但保持开启铯蒸发器的电流源，2分钟后关闭，在关闭的同时打开钠蒸发器、锑球（12）的电流源，此时钠蒸发器、锑球的电流为先前关闭时的电流，即钠蒸发器电流为5.0A，而锑球的电流为2.0A；

k、控制蒸铯、锑电流，按0.1A/每分钟的速率增加锑球的电流，5分钟后，当锑球（12）的电流达到2.5A时，光电流也会进一步增大，此时保持锑球的电流不变，持续2分钟，之后将锑球的电流降低到2.0A，钠蒸发器（16）的电流降低到4.5A，同时再次打开铯蒸发器（13）的电流源，此时铯蒸发器的电流为先前关闭时的电流，即为4.9A，保持此蒸发过程，在此过程中光电流会持续上升，20分钟后光电流会达到最大值，当光电流达到最大值时，关闭钠蒸发器的电流源，将铯蒸发器的电流调低至4.5A，锑球的电流调低至2.0A；

l、烘箱降温，在50至60分钟之内将烘箱的温度降低到165±5℃，在此过程中光电流会逐步下降；

m、调节蒸锑电流，当烘箱温度达到165℃时，将锑球（12）的电流调节到2.5A，并按0.005A/分钟的速率增加，在此过程中，光电流会快速上升，并且在45分钟后达到最大；

n、关闭铯、锑电流源，当光电流达到最大值之后，关闭铯蒸发器（13）和锑球（12）的电流源，自然降温至室温。