KxCs₃₋xSbカソードの特性 緑色 532nm(2.33eV) 寿命 1種類以上のアルカリ金属とアンチ 実用化 長 されている モンの化合物から成ると言われ、バ ルクではDO₃構造を持つ。緑色の アンチモン 光に感度を持ち、量子効率が高く、 カソード 寿命が長いと言われている。光電 NEAGaAs 子倍増管としての実績はあるが、 候補 短 波長(色) 大電流(数μA～100mA)フォトカソー 赤 青 緑 ドとしての実績はほとんどない。 CsTe ,Cu, Mg アルカリ‐ 1.11.8eV C.B 1.1 V.L Φ=2.22.9eV 0.45 eV C.B eV V.L Φ= 2.05eV eV V.B V.B Φ= 1.9eV C.B 1.2 1.6 eV KxCs₃-xSbカソードは最 適な作成方法などわかっ ていないことが多々ある。 大電流を流せるフォトカ ソードとして実用できるよ うにどのような特性をもつ か調べる。 V.L 0.7 eV V.B K₂CsSb Cs₃Sb K₃Sb アルカリ-アンチモンカソードの中で KxCs₃-xSbカソードは、仕事関数が低い！ 装置全体図 <基板の表面処理> 基板止め Puck ・SUS304(厚さ0.35mm)を40×20mmに切り出す。 インストール ・光の照射面を耐水ペーパーの#320から#2000 チェンバー まで徐々に細かいものに変えて研磨する。 ・仕上げに超精密研磨フィルム#4000(砥粒 TMP 3μm)か#8000(砥粒1μm)で物理研磨を施す。 基板 ・処理しない基板、#4000で研磨した基板、 左：研磨済みのSUS基板 #8000で研磨した基板の３つを使用した。 成膜 チェンバー 5×10⁻⁸Pa 右：切り出した研磨前のSUS基板 TMP TMP 成膜チェンバー内(上から見た図) RP RP ヒーター Puck <成膜手順> ①基板を600℃又は650℃で加熱処理を行う。 ②Sbが5nm～10nmになるように150-180℃で成膜する。 ③引出電圧は―100V、基板表面にハロゲンランプ又は緑色 LD(532nm)を基板表面に当て光電流を測定する。 ④基板表面にKを100-150℃で成膜し、光電流値が最も高くなるま で成膜する。 ⑤基板表面にCsを成膜し、光電流値が最も高くなるまで成膜する。 ⇒同じ基板を使用し繰り返し成膜を行う。 z x Sb Box内 膜厚計 x Csディスペンサー 3.5 250 Current[μ A]校正10 QE=0.01% 100 50 0 0.0 Quantum Efficiency 150 150 QE=1.3% 100 50 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time[hour] 3.5 4.0 0 4.5 0 1 2 3 4 5 Time[hour] 6 7 (a)表面処理を施さず、ハロゲンランプ照射時 (b)#4000で研磨し、ハロゲンランプ照射時 1000 10 8 Quantum Efficiency Current[uA] τ=19.0[hour] 3.0 QE 2.5 2.0 1.5 1.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 0 2 4 6 Time[hour] 8 10 <量子効率> (a)と(b)から基板表面は表面処理を 施したものは量子効率が約100倍に なる。 (d)は測定を１回しか測定していない が、(c)と比較すると有意な差は現れ なかった。 Current[uA] 10 QE (c)#4000で研磨し、緑色LD照射時 QE 100 3.5 3.0 Current[μ A] 200 Current[uA] Current[uA] 200 Kディスペンサー Quantum Efficiency 250 Sb Box 1 τ=8.1[hour] 0 1 2 3 4 5 hour Time[min] 6 7 8 9 (d)#8000で研磨し、緑色LD照射時 <寿命測定> 現段階では非常に短い。 ・ハロゲンランプを照射した時 ⇒指数関数的に減少しない ・緑色LDを照射した時 ⇒指数関数的に減少する。 τ=3.7[hour] 1 0 10 20 30 hour Time[min] 40 (e)#4000で研磨し、ハロゲンランプ照射時 <ハロゲンの照射位置> ハロゲンは、 基板止めにも 照射していた。 ⇒基板止めの 光電流値も測定 していた。 0.1 0 5 10 Time[hour] 15 20 (f)#4000で研磨し、緑色LD照射時 <ハロゲンを使う意味> ・ワイドバンドでいろいろな光で励起 することができる。 ・広い範囲の測定ができる。 (LDは直径２mmのため、局所的な 測定しかできない。) 表面処理は施すべき。 面粗度を変える効果は現段 階では見られない。 波長依存性がある。 今後の展望 ・SEM等で表面の状態を確認する。 ・#8000で研磨したカソードの再現性を示す。 ・面粗度を変え、再現性を示す。
© Copyright 2024 ExpyDoc
