[发明专利]具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极

权利要求书

1.一种具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述光电阴极包括构成密闭真空腔的由上至下设置的Corning 7056^#玻璃(7)、管状陶瓷腔体(10)以及阳极部分(11)，其中，Corning 7056^#玻璃(7)与管状陶瓷腔体(10)接触面间设置环形可伐金属(9)；管状陶瓷腔体(10)内设置透射式光电阴极内芯，该内芯包括自上而下依次设置的相叠加的Si3N4增透层(1)、GaAlAs缓冲层(2)、GaAs发射层(3)、Cs-O激活层(4)，以及悬浮石墨烯栅层(5)；Corning 7056^#玻璃(7)与可伐金属(9)之间填充铟封填料(8)以连接光电阴极内芯和可伐金属(9)；阳极部分(11)通过管状陶瓷腔体(10)与可伐金属(9)相连，并在管状陶瓷腔体(10)下端与光电阴极内芯之间形成真空通道；Corning 7056^#玻璃(7)的下表面粘合在Si3N4增透层(1)上。

2.根据权利要求1所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述光电阴极内芯呈圆柱形。

3.根据权利要求1或2所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述石墨烯栅层(5)通过设置于管状陶瓷腔体(10)内壁上的Au/Cu石墨烯支架(6)固定悬空。

4.根据权利要求3所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述Si₃N₄增透层(1)厚度为100nm～200nm。

5.根据权利要求4所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述GaAlAs缓冲层(2)为p型，掺杂浓度1.0×10¹⁸cm^-3～1.0×10¹⁹cm^-3，总厚度为500nm～1000nm。

6.根据权利要求5所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述GaAs发射层(3)为p型，掺杂浓度1.0×10¹⁸cm^-3～1.0×10¹⁹cm^-3，总厚度为1000nm～3000nm。

7.根据权利要求6所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述Cs-O激活层(4)通过在真空度10^-8Pa以上环境下采用Cs、O交替激活的方式吸附于GaAs发射层(3)下表面。

8.根据权利要求7所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述Cs-O激活层(4)的厚度为0.5nm～1.5nm。

9.根据权利要求8所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述石墨烯栅层(5)直径大于GaAs发射层(3)，为通过化学气相沉积法制备并经过清洁转移的多层石墨烯薄膜。

10.根据权利要求9所述的具有石墨烯栅层的透射式NEA GaAs光电阴极，其特征在于，所述石墨烯薄膜总厚度为2nm～10nm，石墨烯栅层总厚度为200nm～600nm。