Файл: Соммер А. Фото-эмиссионные материалы.pdf

энергией активации и спектральными характеристиками фотоэмиссии или оптического поглощения.

Причина различия результатов, полученных разными авторами, связана прежде всего с трудностью получения материала с воспроизводимым етехиометрическим со­ ставом. Кроме того, изменение температуры, необходи­ мое для этих измерений, вызывает изменения свойств материала, так что вид температурной характеристики проводимости зависит от методики измерений. Другой источник неопределенности измерений связан с пленоч­ ным характером исследуемых Cs3Sb фотокатодов. По­ верхностная проводимость, которая определяется состо­ янием поверхности тонкой пленки, может играть более существенную роль, чем объемная проводимость. Нако­ нец, дополнительные осложнения могут быть связаны с влиянием подложки и контактов на свойства материала.

Следует отметить резкий контраст между большим разбросом величин АЕ и хорошо воспроизводимыми ре­ зультатами фотоэмиссионных и оптических измерений, полученными разными авторами. Такое различие можно объяснить тем, что энергия активации связана с наличи­ ем в материале примесей, в то время как оптические и фотоэмиссионные характеристики определяются собст­ венными свойствами материала.

Тип проводимости. Как было указано Спайсером

материала с такой же шириной запрещенной зоны (равной приблизительно 1,6 эв). Следовательно, можно сделать вывод, что проводимость CsaSb определяется наличием дефектов, концентрация которых, по оценке Спайсера, составляет 1020 —102 1 см~3. Общепризнано, что эти дефекты связаны в основном с нарушением стехиометрического состава, а не с наличием примесных атомов. Большое число экспериментов было проведене для определения типа проводимости Cs3Sb и для выяс­ нения вопроса: что является причиной появления дефек­ тов — избыток Sb или Cs.

В отличие от большого разброса экспериментальных результатов, относящихся к измерению сопротивления Cs3Sb, многочисленные исследования типа проводимо­ сти привели к почти единогласному выводу, что Cs3Sb обладает дырочной проводимостью. Большинство ре­ зультатов было получено из измерений знака термо-

э. д. с. После работы Борзяка {Л. 114] р-тип проводимо­ сти Cs3Sb обнаружили также Саката [Л. 115, 116], Имамура [Л. 117, 118], Чикава и др. [Л. 119], Вутем [Л. 120], Едличка [Л. 121] и Хегино и др. [Л. 122]. Изме­ рения эффекта Холла, выполненные Сакатой [Л. 123], также указали на р-пт проводимости.

Причина нестехиометрического состава Cs3Sb (избы­

разованию нестабильного материала, который постепен­ но теряет лишний щелочной металл. Этот процесс, мед­ ленно протекающий при комнатной температуре, уско­ ряется при нагревании и приводит к восстановлению сое­ динения с максимальной чувствительностью. Совпадени? максимума химической стабильности и максимума фото­ чувствительности наблюдается не только для Cs3Sb, но и для других антимонидов щелочных металлов с р-ти- лом 'проводимости, которые будут рассмотрены в сле­ дующих главах. Причина такого совпадения непонятна, но тем не менее оно имеет большое практическое зна­ чение, так как позволяет вводить щелочной металл в из­ бытке относительно количества, требуемого для получе­ ния максимума. фоточувствительности. Поскольку этот избыток можно впоследствии удалить коротким прогре­ вом, процесс образования фотокатода не требует введе­ ния тщательно контролируемого количества щелочного металла.

Фотопроводимость Cs3 Sb. Первые исследования фото­ проводимости Cs3Sb были проведены вскоре после от­ крытия фотоэмиссионных свойств этого материала [Л. 114]. Целью измерений спектральных характеристик фотопроводимости было получение дополнительной ин­ формации относительно зонной структуры Cs3Sb. Одна-

ко До сих пор опубликовано лишь небольшое числа t&j ких исследований, результаты которых к тому же часто противоречивы. Вероятно, это связано, по крайней мере частично, с различными трудностями, встречающимися при проведении таких измерений. Во-первых, фотопро­ водимость Cs3Sb очень мала. Во-вторых, измерения фо­ топроводимости иа постоянном токе приводят к невос­ производимым результатам вследствие уже упомянуто­ го электролитического разложения Cs3Sb. В-третьих, на

фекты, присутствующие в материале, которые меняются

или влияние непрямых оптических переходов. В отличие от результатов Борзяка и Спайсера, Кунце [Л. 8] не об­ наружил в Cs3Sb никакой фотопроводимости до прове­ дения поверхностного окисления. Приведенные резуль­ таты показывают, что исследования фотопроводимости Cs3Sb еще не завершены.

4-8. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Оптические свойства Cs3Sb впервые были исследова­