Файл: Соммер А. Фото-эмиссионные материалы.pdf

ны Ее обоих материалов равна 1,0 эв. Величина энергии электронного сродства, полученная из фотоэмиссионных измерений, составляет £ „=1,0 эв для Na2 KSb и Еа = = 0,55 эв для трехщелочного фотокатода. Таким образом, эти материалы обладают почти такой же шириной за­ прещенной зоны, как и однощелочные антимониды Na3Sb и K3Sb, но значительно меньшим электронным сродст­ вом.

Связь проводимости р-типа с кубической структурой материала и проводимости я-типа с гексагональной структурой можно объяснить следующим образом. Во всех кристаллах антимонидов щелочных металлов в ку­ бической структуре наблюдается более плотная упаковка атомов, чем в гексагональной (Маккерол [Л. 152], Спай­ сер [Л. 113]). В качестве примера можно привести K3 Sb, для которого плотность была измерена в обеих модифи­ кациях Соммером и Маккеролом {Л. 140]. Поскольку ма­ териал я-типа содержит стехиометрический избыток ще­ лочного металла, а материал ,р-типа имеет вакансии ато­ мов щелочных металлов, можно предположить, что

проводимость /і-типа не может быть получена в более

вопрос, с каким из этих двух факторов связано низкое электронное сродство. В этой связи интересно рассмот­ реть две возможности. Как указал Спайсер [Л. 3], в по­ лупроводниках р-типа изгиб зон вблизи поверхности бла­ гоприятен для фотоэмиссии и приводит к уменьшению «эффективного» электронного сродства. Напротив, в гек­ сагональном материале «-типа может иметь место небла­ гоприятный изгиб зон. Поскольку экспериментально нельзя различить «истинное» и эффективное электронное сродство, гипотезу о том, что изгиб зон приводит к низ­ кому значению Еа, нельзя проверить. В пользу корреля­ ции между кристаллической структурой и электронным сродством можно упомянуть известный эксперименталь­

рочных пар, полученное Спайсером для обоих многоще­ лочных материалов из измерений распределения элек­

ческой решетки этих соединений, подтверждает предпо­ ложение Спайсера [Л. 105] о том, что порог энергии гене­ рации пар увеличивается при увеличении степени упо­ рядоченности кристаллической решетки. Это объясняет,

.почему многощелочные антимониды так сильно отлича­ ются по величине пороговой энергии от Cs3Sb (который имеет низкую степень упорядоченности) и подобны в этом отношении K3Sb и Na3 Sb, хотя по кристалличе­ ской структуре, типу проводимости и низкому электрон­ ному сродству они гораздо ближе к Cs3Sb.

По-видимому, наиболее сложная проблема в отноше­ нии многощелочных фотокатодов заключается в выясне­ нии роли Cs в (Cs)Na2 KSb фотокатоде. Первая интер­ претация, состоящая в том, что поверхностная пленка Cs моноатомного размера приводит к образованию бла-

мер [Л. 158]). Рассмотрим наиболее важные фотоэмис-

тода были исследованы Маккеролом [Л. 159]. Химиче­

и другие антимониды щелочных металлов с кубической решеткой, и обладает проводимостью р-тнпа.

Насан и Ми [Л. 160] измерили спектральные харак­ теристики фотоэмиссии, фотопроводимости и оптического

в длинноволновую область спектра для материала, под­ вергнутого поверхностному окислению, указывает на уменьшение поверхностного барьера. Однако так же, как в случае Cs3Sb фотокатода, на основании эксперимен-

тальиых фактов нельзя решить, связано ли это с умень­ шением электронного сродства или с благоприятным из­ гибом энергетических зон.

KaCsSb фотокатод отличается от всех других антимонидов щелочных металлов чрезвычайно высоким удельным сопротивлением при комнатной температуре, обычно на два или три порядка большим, чем сопротив­ ление Cs3Sb. Поэтому практическое применение полупро­ зрачных фотокатодов этого типа ограничено очень малы­ ми фототоками, обычно меньшими Ю - 8 а. В противном случае необходимо использовать полупрозрачную прово­ дящую подложку.

Наиболее вероятное объяснение высокого сопротив­ ления КгСэБЬ фотокатода состоит в низкой концентра­ ции дефектов в этом материале. Как уже отмечалось, в антимонидах щелочных металлов дефекты обычно свя­ заны с отклонением состава соединения от точного стехиометрического отношения 3: 1. Таким образом, следует предположить, что равновесное соединение K^CsSb бли­ же к точному стехиометрнческому составу, чем соедине­ ния других антимонидов щелочных металлов. Однако остается неясным вопрос, почему в случае KzCsSb наи­ более стабильное соединение ближе к точному отноше­ нию 3 : 1 , чем для других антимонидов щелочных ме­ таллов.

6-3. Rb-Cs-Sb ФОТОКАТОД

Кроме рассмотренных материалов, в литературе со­ общается еще только об одном бищелочном фотокатоде, представляющем соединение Rb и Cs с сурьмой. Rb-Cs-Sb фотокатод впервые был описан Каневым 'и др. [Л. 161, 162], а позднее Морисоиом [Л. 163] и Едлнчкон и Видимом [Л. 164]. Последние авторы нашли, что кван­ товый выход и длинноволновая граница Rb-Cs-Sb фото­ катода увеличиваются при поверхностном окислении ана­ логично Cs3Sb и F^CsSb фотокатодам.

Не сообщалось никаких экспериментальных данных относительно стехиометрического состава Rb-Cs-Sb фо­ токатода, а квантовый выход и длинноволновая граница фотоэмиссии, по-видимому, не сильно отличаются от со­ ответствующих величин для Cs3Sb фотокатода. Поэтому в настоящее время трудно сказать, представляет ли этот фотокатод четко определенный многощелочной материал