【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电倍增管，尤其涉及光电阴极，具体而言涉及一种反射式多碱光电阴极及其制备方法。
技术介绍
1、反射式多碱光电阴极是一种金属锑单质薄膜，经高温激活生成k-na-cs-sb半导体光电薄膜，主要应用于侧窗型光电倍增管。光电阴极对于光电倍增管的性能具有重要影响，尤其是阴极的灵敏度对其光电探测能力至关重要。反射式多碱光电阴极是高性能侧窗型光电倍增管的关键组成部分。
2、石墨烯以其单层的碳原子结构、高度的原子密度、出色的导电性、高温稳定性以及化学稳定性，成为一种卓越的薄材料。它的原子层级结构紧密排列，电子层级特性有助于控制电子传导，同时，其稳定性和平整表面有效地隔离了金属反应，提供了强大的屏障，抑制了金属之间的原子和电子扩散，实现了两种物质之间的隔离效果。石墨烯中的碳原子以sp2杂化轨道的方式与周边的碳原子紧密连接成完美的蜂窝状六边形结构，碳原子最外层的三个价电子形成在同一个平面且夹角为120°的三个共价σ键，因此石墨烯具有比较好的热稳定性。镍基铝膜基底表面粗糙度高，会与石墨烯之间产生大于几百纳米的物理间隙，此间隙有助于增加长波反射率，增加阴极对长波吸收。
3、传统反射式多碱阴极是在镍基铝膜衬底片上镀一层金属锑膜层，然后在高真空和高温环境下对金属锑膜层进行na、k和cs的碱金属激活。高温激活过程中镍、铝与锑直接接触发生金属合金化生成合金，锑膜层被消耗，发射层厚度减小，造成阴极灵敏度低和长波响应差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种反射式多碱光
2、实现本专利技术目的的技术方案为：一种反射式多碱光电阴极，包括从下而上依次设置的镍基铝膜衬底层(3)、石墨烯薄层(2)、k-na-cs-sb多碱发射层(1)，光由发射层(1)入射，电子从发射层(1)逸出。
3、优选地，所述镍基铝膜衬底(3)采用镍衬底和一层厚度为600nm～900nm的铝膜组成。
4、优选地，所述石墨烯薄层(2)中的石墨烯层数不超过10层。
5、优选地，所述k-na-cs-sb多碱发射层(1)由naksb层与cs覆盖层组成，多碱发射层的厚度为200nm～1000nm。
6、优选地，所述k-na-cs-sb多碱发射层(1)中naksb层的碱金属元素组分比例为na:k＝2:1。
7、本专利技术还提出了一种反射式多碱光电阴极的制备方法，具体步骤为：
8、步骤1，以ch4为碳源，氢气为还原剂，加热反应沉积到铜箔表面获得石墨烯；
9、步骤2，将铜箔上生长的石墨烯转移至镍基铝膜衬底层(3)，重复步骤1和步骤2，直至满足预期层数，形成石墨烯薄层(2)；
10、步骤3，采用热蒸发镀膜在石墨烯薄层上镀一层均匀的金属锑膜层，完成样品制作；
11、步骤4，在真空环境中，将样品置于加热台上，开启光源，加热台升温至200℃以上，采用卤素灯白光光源垂直照射样品的光电阴极面，开启na源，引导蒸发的na到样品表面，使得光电流上升；通过阴极正上方阳极环采集光电流；
12、步骤5，光电流上升至100na～200na时，关闭na源，升温至240℃以上，开启k源，引导蒸发的k到样品表面；
13、步骤6，光电流上升至峰值时，开启na源，引导蒸发的na到样品表面；
14、步骤7，光电流上升至下个峰值时，关闭k、na源，升温至300℃以上，开启cs源，引导蒸发的cs到样品表面，持续增加cs量，直至光电流上升趋于最大峰值，关闭cs源，关闭加热，关闭光源，完成激活，完成k-na-cs-sb多碱发射层(1)的制备。
15、优选地，真空系统真空度至少达到10-4pa数量级。
16、优选地，k源外接电流源的电流大小为5a～7a，na源外接电流源的电流大小为4a～7a，cs源外接电流源的电流大小为4a～6a。
17、优选地，样品的光电阴极面是指样本镀有金属锑膜层的一面。
18、本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：在高温环境下高化学稳定性的石墨烯与锑膜层不发生直接反应，单层石墨烯更是具有出色的隔离作用，有效阻止镍和铝与锑之间的相互扩散和反应，避免锑膜层被消耗，防止发射层厚度减小，并且镍基铝膜基底表面粗糙与石墨烯之间产生大于几百纳米的物理间隙，物理间隙有助于提高长波反射率，增加发射层对长波吸收，从而提高阴极灵敏度和长波响应。相较于传统镍基铝膜衬底，石墨烯原子缺陷密度较低，与碱锑发射层可以形成质量高，兼容性好的界面，可以获得较高的阴极灵敏度。
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1.一种反射式多碱光电阴极，其特征在于，包括从下而上依次设置的镍基铝膜衬底层(3)、石墨烯薄层(2)、K-Na-Cs-Sb多碱发射层(1)，光由发射层(1)入射，电子从发射层(1)逸出。
2.如权利要求1所述的反射式多碱光电阴极，其特征在于，所述镍基铝膜衬底(3)采用镍衬底和一层厚度为600nm～900nm的铝膜组成。
3.如权利要求1所述的反射式多碱光电阴极，其特征在于，所述石墨烯薄层(2)中的石墨烯层数不超过10层。
4.如权利要求1所述的反射式多碱光电阴极，其特征在于，所述K-Na-Cs-Sb多碱发射层(1)由NaKSb层与Cs覆盖层组成，多碱发射层的厚度为200nm～1000nm。
5.如权利要求4所述的反射式多碱光电阴极，其特征在于，所述K-Na-Cs-Sb多碱发射层(1)中NaKSb层的碱金属元素组分比例为Na:K＝2:1。
6.基于权利要求1～5任一所述的反射式多碱光电阴极的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
7.如权利要求6所述的反射式多碱光电阴极的制备方法，其特征在于，真空系统真空度至少达到
8.如权利要求6所述的反射式多碱光电阴极的制备方法，其特征在于，K源外接电流源的电流大小为5A～7A，Na源外接电流源的电流大小为4A～7A，Cs源外接电流源的电流大小为4A～6A。
9.如权利要求6所述的反射式多碱光电阴极的制备方法，其特征在于，样品的光电阴极面是指样本镀有金属锑膜层的一面。
...【技术特征摘要】
1.一种反射式多碱光电阴极，其特征在于，包括从下而上依次设置的镍基铝膜衬底层(3)、石墨烯薄层(2)、k-na-cs-sb多碱发射层(1)，光由发射层(1)入射，电子从发射层(1)逸出。
2.如权利要求1所述的反射式多碱光电阴极，其特征在于，所述镍基铝膜衬底(3)采用镍衬底和一层厚度为600nm～900nm的铝膜组成。
3.如权利要求1所述的反射式多碱光电阴极，其特征在于，所述石墨烯薄层(2)中的石墨烯层数不超过10层。
4.如权利要求1所述的反射式多碱光电阴极，其特征在于，所述k-na-cs-sb多碱发射层(1)由naksb层与cs覆盖层组成，多碱发射层的厚度为200nm～1000nm。
5.如权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张益军，王麒铭，刘晓荣，钱芸生，王兴超，金睦淳，王亮，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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