Эмиттер вторичных электронов

Эмиттер вторичных электронов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I.ЭМИТТЕР ВТОРИЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ , содержащий слой полупроводникового материала с поверхностным покрытием , снижающим работу выхода до состояния отрицательного электронного сродства, о т л и ча ющи и ся тем, что, с цельн) сужения энергетического спектра вторичных электронов, слой полупроводникового материала выполнен на основе твердого раствора прямозонного и непрямозонного полупроводников , взаимная концентрация которых обеспечивает совпадение энергий прямого и непрямого переходов в твердом растворе. . 2. Эмиттер, по п. 1, о т л и ч aiю щ и и с я тем, что в качестве прямозонного полупроводника . соединение из группы, содержащей фосфид индия, арсенид индия, айтимонид индия, арсенид галлия и антимонид галлия, а в качестве непрямозонного полупроводника выбрано соедине ние из группы, содержащей фосфид галО ) лия, фосфид алюминия, арсенид алюминия и антимонид алюминия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 Н 01 3 1/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I (21) 2888378/18-21 (22) 03.03.80 (46) 30,05,88 ° Бюл, У 20 (72) Л.Ф.Афонина, А.И.Климин,.

В,И,Майор, Г.Б,Стучинский, Е.И.Янюшкин и Т.В.Янюшкина (53) 621.385.831 ° (088.8) (56) Анисимова H.È., Глуховский Б.М.

Фотоэлектронные умножители, М,: "Сов . радио", 1974, с. 10-11.

Патент Англии Р 1233721, кл. Н.l 0,опублик. 1969, (54) (57) 1. ЭМИТТЕР ВТОРИЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ, содержащий слой полупроводникового материала с поверхностным йокрытием, снижающим работу выхода до состояния отрицательного электронного сродства, отличающийся тем, что, с целью сужения энергетического спектра вторичных электронов, слой полупроводникового материала выполнен на основе твердого раствора прямозонного и непрямозонного полупроводников, взаимная концентрация

1 которых обеспечивает совпадение энергий прямого и непрямого переходов в твердом растворе, 2. Эмиттер, по п-.1, о т л и ч аю .шийся тем, что в качестве прямозонного полупроводйика выбрано соединение из группы, содержащей фосфид индия, арсенид индия, антимонид индия, арсенид галлия и антимо" нид галлия а в качестве непрямозонФ

С2 ного полупроводника выбрано соедине- Е ние из группы, содержащей фосфиц галлия, фосфид алюминия, арсенид алюминия и антнмонид алюминия, 852097

Изобретение относится к области электронной технике, в частности к электровакуумным приборам, содержащим эмиттеры вторичных электронов.

Известен эмиттер вторичных электронов, выполненный на основе окисленных сплавов или на основе соединения сурьмы са щелочным:. металлом.

Недостатком такого эмиттера является низкий коэффициент вторичной электронной эмиссии.

Известен также другой эмиттер вторичных электронов, содержащий слой полупроводникового материала, с поверхностным покрытием, снижающим работу выхода до состояния отрицательного электронного сродства, .Недостатком этого эмиттера является сравнительно широкий энергетический спектр вторичных электронов.

Разброс энергий вторичнык электронов приводит к разбросу их траекторий в приборе и времен пролета межэлектродных промежутков, что ограни- 25 чивает возможности разработок электронных приборов с требуемыми характеристиками, в частности создания фотоэлектронных умножителей, электронно-оптических преобразователей, gp передающих телевизионных трубок и других приборов с высокими временными параметрами и хорошим пространственным разрешением. Для улучшения временных характеристик и пространственного разрешения приборов необходимо сужать электрический спектр вто ричных электронов.

Целью изобретения является сужение энергетического спектра вторич- 40 ных электронов и, как следствие, улучшение временных характеристик и пространственного разрешения при.боров с вторично-электронными эмиттерами. 45

Указанная цель достигается тем, что в эмиттере вторичных электронов, содержащем слой полупроводникового материала с поверхностным покрытием, снижающим работу выхода до состояния отрицательного электронного сродства, слой полупроводникового материала выполнен на основе твердого раствора прямозонного и непрямозонного полупроводников, взаимная концентрация которых такова, что энергии прямого

55 и непрямого переходов в этом твердом растворе совпадают. В качестве прямозонного полупроводника может быть выбран, например фосфид индия, арсенид индия, антимонид индия, арсенид галлия или антимонид галлия. Непрямозонным полупроводником могут быть, например фосфид галлия, фосфид алюминия, арсенид алюминия или антимонид алюминия.

Разброс энергией вторичных элек-. тронов в значительной мере связан с выходом в вакуум не только электронов, термализованных в абсолютном минимуме зоны проводимости (например, Г-минимуме в GaAs или Х-минимума в

GaP) но и электронов, находящихся в более высоких минимумах зоны проводимости (например Х-минимуме в

GaAs и Г-минимуме в Gap), При этом центральный т.е. Г-минимум, является наинизшим (абсолютным) минимумом зоны проводимости только в случае прямозонного полупроводника, Различия в энергетических положениях этих минимумов;достигают в соединениях типа А - B 00,3-0,5 эВ и более, в ш Ъ связи с чем вторичные электроны, термализованные в этих минимумах, подходят к поверхности с разными энергиями, что вносит существенный вклад в расширение энергетического спектра электронов, эмиттируемых в вакуум.

Для иллюстрации этого положения на чертеже приведены схемы энергетических зон прямозонного полупроводника, когда ширина запрещенной зо

-ны Е опеределяется прямым переходом из верха валентной эоны в Г-минимум зоны проводимости (фиг,1), и непрямозонного полупроводника, когда ширина запрещенной зоны определяется непрямым переходом из верха валентной зоны в Х-минимум зоны проводимости (фиг.2), Энергии соответствующих переходов Е и Е„. В каждом из этих случаев выход в вакуум. электронов, термализованных в разных минимумах зоны проводимости и имеющих разную энергию относительно уровня вакуума, приводит к значительному разбросу вторичных электронов по энергиям, Достижение поставленной цели иллюстрируется (фиг,3) на примере твердого раствора 1,„Р --Atp. При увеличении концентрации фосфида алюминия в этом твердом растворе от 0 до 100Х значение энергий прямого перехода из верха валентной зоны в

Г-минимум проводимости (Е„) изменя852097 ется от значения Е., характерного для InP (е 1,3 эВ), до значения, характерного для А1Р (3,6 эВ). При этом значение непрямого перехода из верха валентной зоны в Х-минимум зоны проводимости (Е„) изменяется от

2,25 до 2,4 эВ, Как видно из фиг.3, в твердом растворе значения Е„ и Е совпадают при содержании А!P 45Х, причем могут быть допустимы не большие отклонения от этого содержания, например при концентрации AIP в пределах 40-50% различие между энергиями прямого и непрямого переходов не превышает 0,1 эВ. Структура энергетических зон для твердого раствора прямозонного и непрямоэонного полупроводников, взаимная концентрация которых такова, что энергии прямого и непрямого переходов из верха валентной зоны в соответствующие минимумы зоны проводимости совпадают, пред5 ставлена на фиг.4, Видно, что в этом ° случае выход в вакуум электронов, термализованных в разных минимумах зопы проводимости, не дает расширения энергетического спектра, которое в других случаях связано с различием энергий прямого и непрямого переходов.

Таким образом, в эмиттере обеспечи15 вается сужение энергетического спек-. тра вторичных электронов, приводящее к улучшению временных характеристик и пространственного разрешения приборов с вторично-электронными эмит20 терами.

852097

Реа 4

Редактор Н.Сильнягииа

Тираж 746

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3387

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, >л. Проектная, 4 уР И фигЗ

Составитель В,Белоконь

Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова