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