JP2007123176A - 光電陰極 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体光電陰極1は、透明基板11と、透明基板11上に形成され、透明基板11を透過した光が通過可能な第1の電極13と、第1の電極13上に形成され、厚さが10nm以上200nm以下の半導体材料から構成される窓層14と、窓層14上に形成され、窓層14と格子整合する半導体材料で構成されると共に、窓層14よりもエネルギーバンドギャップが狭く、光の入射に応答して光電子を励起する光吸収層15と、光吸収層15上に形成され、光吸収層15と格子整合する半導体材料で構成されると共に、光吸収層15で励起された光電子を表面から外部へ放出する電子放出層16と、電子放出層上に形成された第2の電極18と、を備える。
【選択図】図2
Description
図1は、第1実施形態に係る透過型の半導体光電陰極1の平面図であり、図2は図1におけるII-II線に沿った断面図である。
次に、半導体光電陰極1の動作について説明する。外部より逆方向のバイアス電圧を印加するため、図2に示されるように、バイアス電源50の高電位端子側は第2の電極18と接続され、低電位端子側は第1の電極13と接続される。
ここで、本実施形態に係る半導体光電陰極の製造方法について説明する。図3及び図4は、半導体光電陰極1の製造過程を示す断面図である。
図5は、第1実施形態に係る半導体光電陰極の特性データを示す。図5に示されるように、本実施形態に係る半導体光電陰極によれば、350nmの紫外域から1650nmの広い波長帯域にわたって感度の変動幅が少ないフラットな傾向が得られた。特に、450nmから1600nmにわたる波長域では、より高い感度で変動幅が少ないフラットな傾向が得られた。
次に、本発明の第2実施形態に係る透過型の半導体光電陰極を説明する。
(式)β={1−(w1/w2)}×100
一例として、線部23Aの線幅w1を5000nmとして、開口23Bのピッチw2を100000nmとすることができる。この場合、開口率βは95%となる。
次に、本発明の第3実施形態に係る透過型の半導体光電陰極を説明する。なお、本実施形態に係る半導体光電陰極の平面図及び断面図は第1実施形態の半導体光電陰極1と同一となるため、対応する要素に対応する符号を付すことで説明を省略する。
Claims (9)
- 透明基板と、
前記透明基板上に形成され、前記透明基板を透過した光が通過可能な第1の電極と、
前記第1の電極上に形成され、光の入射に応答して光電子を励起する光吸収層と、
前記第1の電極と前記光吸収層との間に介在し、前記光吸収層よりもエネルギーバンドギャップが広く、前記光吸収層と格子整合する半導体材料で構成されると共に、厚さが10nm以上200nm以下の半導体材料から構成される窓層と、
前記光吸収層上に形成され、前記光吸収層と格子整合する半導体材料で構成されると共に、前記光吸収層で励起された光電子を表面から外部へ放出する電子放出層と、
前記電子放出層上に形成された第2の電極と、
を備える半導体光電陰極。 - 前記第1の電極は、厚さが5nm以上200nm以下の金属材料であることを特徴とする請求項1に記載の半導体光電陰極。
- 前記第1の電極は、厚さが10nm以上50nm以下の金属材料であることを特徴とする請求項1に記載の半導体光電陰極。
- 前記第1の電極は、開口を有する金属材料層であることを特徴とする請求項1に記載の半導体光電陰極。
- 前記第1の電極は、ITO、ZnO、In2O3及びSnO2からなる群より選ばれる少なくとも1種の透明導電性材料からなる層であることを特徴とする請求項1に記載の半導体光電陰極。
- 前記窓層の厚さが20nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の半導体光電陰極。
- 前記電子放出層と前記第2の電極との間に介在し、前記電子放出層と格子整合する半導体材料で構成されるコンタクト層を更に備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の半導体光電陰極。
- 前記透明基板と前記第1の電極との間に介在する絶縁膜を更に備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の半導体光電陰極。
- 前記透明基板と前記第1の電極との間に介在する反射防止膜を更に備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の半導体光電陰極。
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