[发明专利]低热发射的光电阴极、光电倍增管及其制备方法

说明书

本发明属于光电倍增管技术领域，尤其涉及光电阴极，公开了一种低热发射的光电阴极、光电倍增管及其制备方法。低热发射的光电阴极包括在玻璃容器基底内表面依次形成的基底层、体内层以及表面层，所述表面层位于最外侧，其中：所述体内层包括双碱阴极K₂CsSb；所述表面层包括Cs₂Te层。所述基底层为Al₂O₃膜层。采用本发明的含有表面层Cs₂Te的光电阴极的光电倍增管，通过将Cs₂Te表面层蒸镀在K₂CsSb双碱阴极的表面，改变K₂CsSb光电阴极的表面势垒，从而达到阻隔由于热发射产生的光电子进入真空中的目的，降低光电倍增管的暗电流，改善整管的噪声性能。

技术领域

本发明属于光电阴极技术领域，具体涉及一种低热发射的光电阴极、光电倍增管及其制备方法。

背景技术

光电倍增管是将微弱的光信号转换成电信号并对电信号进行倍增放大的真空电子器件，能够对极微弱光线进行有效的探测，能够广泛应用于极微弱光探测、光子探测、化学发光、生物发光等研究领域。然而光电倍增管的抗噪声性却较差，大噪声会对信号的准确性测量产生影响。为了更加精准的测量微弱的信号，科研人员对光电倍增管低噪声方面提出了更高的要求。

光电倍增管噪声的来源包括光电阴极的热发射、残余气体的电离、倍增级串产生的噪声等，其中光电阴极由于热发射产生的电子是光电倍增管暗电流的关键影响部分。

发明内容

本发明的第一方面的目的在于提出一种低热发射的光电阴极，包括在玻璃容器基底内表面依次形成的基底层、体内层以及表面层，所述表面层位于最外侧，其中：

所述体内层包括双碱阴极K₂CsSb；

所述表面层包括Cs₂Te层。

进一步的实施例中，所述基底层为Al₂O₃增透膜。

进一步的实施例中，所述基底层、体内层以及表面层通过蒸镀方式在所述玻璃容器基底内表面依次成膜。

本发明的另一方面还提出一种包括前述低热发射的光电阴极的光电倍增管。

进一步的实施例中，所述光电阴极的暗电流低于33.8KHZ。

根据本发明还提出一种低热发射的光电阴极的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、在玻璃容器基底内表面蒸镀Al₂O₃基底层；

步骤2、在Al₂O₃基底层上蒸镀K₂CsSb双碱阴极以及Cs₂Te表面层。

进一步的实施例中，所述步骤2包括以下过程：

利用加热的方式对玻璃容器基底以及基底层进行高温除气，除气温度大于300℃；

通过热蒸发的方式蒸镀底钾层；

通过增加锑源电流的方式使锑源蒸发到底钾层上形成锑膜；

通过增加电流的方式加热钾源，使其与生成的锑膜反应，生成K₃Sb结构；

通过增加电流的方式使碲源蒸发到K₃Sb层上，形成碲膜；

通过增加电流的方式加热铯源，使其与生成的K₃Sb反应生成K₂CsSb双碱阴极，以及与形成的碲膜反应生成Cs₂Te表面层，如此制得低热发射的光电阴极；