1. 光电阴极材料
光电阴极材料是由Cs、K、Na、Ag、Bi等当中的两种或多种元素经适当工艺制成的。该材料广泛应用于光电倍增管、摄像管、显像管等,属于光-光转换器件。
(1) 光电阴极材料分类: 常见的光电阴极材料有Sb-Cs阴极、Ag-O-Cs阴极、Sb-K-Na-Cs多碱面阴极、紫外光阴极、半导体阴极。
(2) 光电阴极材料的特点、性质: 选用光电阴极材料时应要求该材料满足以下基本条件:
①光吸收系数大。
②光电子在体内传输中能量损失小,逸出深度大。
③电子亲和势低,表面逸出几率大。
部分光电阴极材料的特点和性质见表13-48、表13-49。
表13-48 部分光电阴极材料的特点
| 材 料 | 适用光区 | 特 点 | |
| 多碱 | 锑铯 | 可见光、紫外光 | 暗电流大 |
| 银氧铯 | 红外光 | 暗电流大 | |
| 锑钾钠铯 |
可见光、红光、红 外光 |
灵敏度高、光谱特 性均匀 | |
| 铋银氧铯、钠钾锑、钾铯锑 | 可见光 | 灵敏度高 | |
| 碘化铯、碲铯 | 紫外光 | 灵敏度高 | |
|
零电子 亲和势 |
铯被吸附在掺锌的P型砷 化镓表面 | 可见光、红外光 |
灵敏度更高、暗电 流小 |
|
负电子 亲和势 |
重掺杂的砷化镓覆盖Cs2O 层 | 可见光、红外光 |
灵敏度更高、暗电 流小 |
表13-49 某些光电阴极材料的性质
| 光阴极 |
峰值波长 λ0/×10-10m |
峰值时最大外量子 效率ηmeq/% |
最大发射 /(μA/lm) |
热离子发射 /(A/cm2) |
|
Ag-O-Cs Cs3Sb Bi-Ag-O-Cs Na2KSb CsNa2KSb |
8 500 4 000 4 500 3 700 4 000 |
1 30 10 30 40 |
60 90 90 60 230 |
10-12 10-15 10-14 <10-61 10-16 |
2. 光敏电阻和光电导探测器材料
(1) 光电导探测器材料:本征光电导材料的光电特性参量见表13-50。杂质光电导材料的光电特性参量见表13-51。
表13-50 本征光电导材料的光电特性参量
| 半导体材料 |
禁带宽度Eg /eV |
波长限入c /μm |
工作温度T /K |
|
Te2S Bi2S3 | 1.38 |
0.9 0.9 |
295 295 |
| CdS | 2.4 | 0.52 | 295 |
续表
| 半导体材料 |
禁带宽度Eg /eV |
波长限λc /μm |
工作温度T /K |
|
CdSe CdTe ZnS ZnSe ZnTe |
1.8 1.5 3.6 2.6 2.15 |
0.69 0.83 |
295 295 295 295 295 |
|
Si Ge PbS PbSe InAs InSb Pb0.2Sn0.8Te Hg0.8Cd0.2Te |
1.11 0.67 0.42 0.23 0.39 0.23 0.1 0.1 |
1.1 1.8 2.9 5.4 3.2 5.4 12 12 |
295 295 295 195 195 77 77 77 |
表13-51 杂质光电导材料的光电特性参量
| 半导体材料:杂质 | 禁带宽度Ei/eV | 波长限λc/μm |
|
Ge:Au Ge:Hg Ge:Cd Ge:Cu Si:In Si:Ga Si:Al Si:B |
0.15 0.09 0.06 0.041 0.155 0.065 0.0685 0.0439 |
8.3 14 21 30 8 18 18 28 |
(2) 光敏电阻材料列于表13-52。
表13-52 主要光敏电阻材料
| 类 别 | 材 料 |
| 元 素 | Se Ce Si |
| 氧化物 | ZnO PbO |
| 镉化合物 | CdS CsSe CdTe |
| 铅化合物 | PbS PbSe PbTe |
| 其 他 | InSb Sb2S3 |
(3) 光敏电阻的主要类型及参数列于表13-53。
表13-53 常用几种国产光敏电阻的参数
| 型号 |
亮阻 /kΩ |
暗阻 /kΩ |
峰值 波长 /nm |
时间 常数 /ms |
极限 电压 /V |
温度 系数 %℃-1 |
工作 温度 /℃ |
耗散 功率 /mW | 材料 |
| RG-CdS-A | <5×10 | >100 | 520 | <50 | 100 | <1 | -40～80 | <100 | CdS |
| RG-CdS-B | <1×102 | >100 | 520 | <50 | 150 | <0.5 | -40～80 | <100 | CdS |
| RG-CdS-C | <5×102 | >100 | 520 | <50 | 150 | <0.5 | -40～80 | <100 | CdS |
| JN54C384 | 3～20 |
最低 0.5 | — | — | >100 | — | -30～60 | 30 | CdS |
| JN54C69 | 50～100 |
最低 20 | — | — | >100 | — | -30～60 | 60 | CdS |