Файл: Соммер А. Фото-эмиссионные материалы.pdf

5-1. СУРЬМЯНО-КАЛИЕВЫЙ ФОТОКАТОД

Изготовление K3 Sb фотокатода. В принципе метод из­ готовления KaSb фотокатода аналогичен методу, описан­ ному для Cs3Sb. Сначала тонкая пленка сурьмы напы­ ляется на стеклянную подложку. Толщина пленки кон­ тролируется по пропусканию света, и испарение прекра­ щается после того, как пропускание уменьшается до оп­ ределенной величины. Затем пленка Sb обрабатывается парами К при температуре около 160°С (несколько вы­ ше, чем при обработке цезием, вследствие более низкого давления паров К) до получения максимума фототока.

Фотокатод, полученный таким образом, имеет ярко выраженный пурпурный цвет в проходящем свете. Боль­ шинство опубликованных работ по K3Sb относится к это­ му материалу, но Соммер и Маккерол {Л. 140] обнару­ жили, что K^Sb существует и в другой модификации, которая по многим свойствам отличается от первой. Впервые вторая модификация была обнаружена с по­ мощью визуальных наблюдений. Было замечено, что в некоторых случаях полупрозрачный фотокатод, изго­ товленный описанным выше методом, имеет в проходя­ щем свете коричневый цвет вместо «нормального» пур­ пурного. Эти коричневые пленки обычно имели значи­ тельно более высокую фоточувствительность к видимому свету. Сначала было сделано предположение, что наблю­ даемый эффект связан с присутствием небольшого ко­ личества натрия, в результате чего образуется соедине­ ние Na2 KSb, которое имеет значительно более высокую чувствительность, чем K3 Sb, и коричневатый цвет (см. гл. 6). Однако более тщательными исследованиями при­ сутствие Na было опровергнуто, и был разработан метод, который позволил воспроизводимо получать коричневую модификацию соединения K3 Sb.

Sb с К- Процесс имеет две необъясненные особенности. Во-первых, он оказывается эффективным даже в том случае, если окисляется настолько малое количество сурьмы, что нельзя обнаружить никакого изменения прозрачности или сопротивления пленки. Во-вторых, хо­ тя коричневый слой K3Sb получается всякий раз, когда проводится предварительная обработка сурьмы разря­

квантового выхода фотоэмиссии из K3Sb приведена на рис. 20 (Спайсер [Л. 127]).

Спектральные характеристики квантового выхода для кубического и гексагонального K3Sb сравнивались Соммером и Маккеролом (Л. 140]. Они использовали уже упомянутый метод защиты части пленки сурьмы от влия­ ния кислорода для того, чтобы получить в одном приборе две модификации фотокатода, которые имели бы одина­ ковую толщину и были бы одновременно обработаны калием. Кривые фоточувствительиости двух таких като­

а также определить энергию активации из температур­ ной зависимости электропроводности.

Минимум проводимости, связанный с образованием соединения KSb, наблюдался Соммером [Л. 72], Зурманом и Кангро [Л.111] и Эртелем [Л. ПО]. Эртель [Л. ПО] и Шираки [Л. 142] наблюдали также другой, менее за­ метный минимум проводимости, соответствующий проме­ жуточному соединению между KSb и K3Sb, существова­ ние которого известно из фазовой диаграммы K-Sb. В то же время Эртель не обнаружил минимума, соответст­ вующего K3Sb, который был описан Зурманом и Кангро, а также Соммером (Л. 124]. Эртель предполагает, что эти расхождения могут быть связаны с различием усло-

вий приготовления, особенно температуры обработки фо­ токатодов разными авторамп.

Наклон температурной зависимости электропровод­ ности (в координатах log а в зависимости от 1/Г) изме­ рялся только Зурманом и Кангро [Л. 111]. Они получили для энергии активации значения 0,79 и 0,23 эв. Соответ­ ствующие величины, полученные разными авторами для

причиной я-типа проводимости, было подтверждено Спайсером [Л. 127], который обнаружил, что дальнейшее уве­ личение содержания К в K3Sb фотокатоде приводит к увеличению квантового выхода фотоэмиссии в лрипороговой области спектра, т. е. в области, где заметна фото­ эмиссия, связанная с возбуждением электронов с при­ месных уровней, расположенных вблизи дна зоны про­ водимости.