与透射式锑钾铯双碱阴极相比，反射式锑钾铯双碱阴极较易获得。图 2。2 是反射式锑钾 铯双碱阴极制备系统，包含了光电阴极基底装载室，光电阴极制备室和传输系统。其中，蒸 发源（锑、钾、铯）与光电阴极基底装载室都用全金属门阀与光电阴极制备室隔离开来。该 系统还设有一个可将制备好的锑钾铯双碱阴极送出或将制备过的锑钾铯双碱阴极送回制备室 再次蒸镀的接口。在超高真空（UHV）下，基底表面的清洁度较高，因此锑钾铯双碱阴极的 制备过程必须在 UHV 下。为了实现这个目的，清洗室和制备室的腔体材料可以选用不锈钢 和钛，这两种金属的出气率较低，减小了漏气等原因对 UHV 的影响。

 

 

图 2。2 反射式锑钾铯双碱阴极制备系统

 

2。2。1 净化过程

光电阴极的基底通常选用不锈钢或者高纯钼，并用金刚石膏进行镜面抛光，然后用氢氟 酸清洗基底表面的氧化物，接着用高纯丙酮超声波清洗去脂，最后用去离子水和高纯乙醇来 清洗衬底即可。图 2。2。1 是反射式锑钾铯双碱阴极制备系统的原理图。把经过上述化学方法清

 

 

 

洗过的衬底放置在装载室中，用氮气吹干，并关上装载室和制备室间的全金属阀门，防止更 换蒸发源会影响制备室里的真空。抽取装载室和制备室中的空气，使其真空，当达到 10-4Pa 时，打开全金属阀门，在超高真空的环境下把制备好的基底送到制备室。加热功率为 50W 的 卤素灯至 600℃以达到去除阴极基底表面的 H 的目的，之后用氩离子枪清洗基底并多次退火， 使得基底表面能够达到原子级清洁。

 

图 3。1。1 反射式锑钾铯双碱阴极制备系统的原理图

 

2。2。2 激活过程

图 2。2 设计的反射式锑钾铯双碱阴极制备系统中的制备室的真空可以达到 10-8-10-7Pa，系 统中的卤素灯和温控仪可以非常精确地控制衬底的温度，使得其不变或者使得不同的蒸发源

（Cs、Sb、K）具有不同的衬底温度。入射光束（1mW 的低能激光）透过石英玻璃窗照射到 光电阴极，通过半透明的镜面反射至光功率计测出光强度，此光强度能够通过调节光路上的 线偏振片来改变，用 pA 计来检测光电流。通过调节加热电流的大小来控制蒸发源的蒸发速 率，用石英晶体膜厚仪来测量蒸镀沉积速率。图中的制备过程中考虑到蒸发源的解吸附问题， 通常稍稍过量的蒸 Cs 或 K。解吸附常常导致光电流上升至峰值后略微下降。但是如果蒸发源

（Cs 或 K）过多也会对双碱阴极的量子效率造成极大影响，且不易恢复。若 Cs 过多，则会 产生化学反应：K2CsSb+2Cs→Cs3Sb+2K↑，导致量子效率降低。

反射式锑钾铯双碱阴极退火或自然冷却至室温，再将其暴露于少量铯蒸汽以使得双碱阴 极更加稳定。或者，可以使用氧气激活锑钾铯双碱阴极来进一步提高量子效率。使用过的锑 钾铯双碱阴极可以用氩离子清洗其表面的光电阴极材料或者在 450℃的环境下加热 30min 去 掉表面的光电阴极材料，这样光电阴极的衬底就可以反复利用。

 

 

 

纯锑钾铯双碱阴极的工艺流程[20]，其步骤如下：

（1）在常温下，将光电阴极的衬底暴露于锑蒸汽；

（2）在温度上升到 200℃的时候，进钾，等到光电流达到最大值后，停止进钾；

（3）温度逐渐下降至 180℃，进铯，等到光电流达到最大值以后，停止进铯；

高量子双碱阴极技术研究(5):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_89740.html