TiO2薄膜基底上制作多碱光电阴极的探索研究

Analysis of Multi Alkali Photocathode Deposition on TiO2 Film

摘要: 在TiO2薄膜基底上制作多碱光电阴极,发现多碱光电阴极制作工艺无法正常进行,多碱光电阴极的颜色为暗黑色,并且阴极灵敏度非常低,而正常的多碱光电阴极应为红褐色.其中TiO2薄膜基底利用原子层沉积(ALD)工艺制备在玻璃窗上,并且具有锐钛矿晶体结构.X射线衍射仪(XRD)分析发现,制作多碱阴极后的TiO2薄膜样品锐钛矿衍射峰基本消失,另外X射线光电子能谱(XPS)分析发现该TiO2薄膜样品不同深度均存在Na元素,由此表明是Na元素渗透到TiO2薄膜中,破坏了薄膜的晶体结构,并且导致多碱光电阴极灵敏度非常低.为此提出了一种在制作多碱光电阴极之前,在TiO2薄膜上利用ALD工艺制作一层Al2O3钝化膜的方法.经过实验验证,证实该方法可以有效避免Na元素渗透到TiO2薄膜,同时多碱光电阴极制作过程可正常进行,多碱光电阴极的颜色为红褐色,阴极灵敏度超过800 μA/lm.这为将来深入研究采用TiO2薄膜作为多碱光电阴极的减反膜打下了基础.