Fotoelektron emissiya va uning qo`llanishi reja

7. Samarali oksidli katodlar
Fotokatodning emission xossalarini kvant chiqishi Y (el/kV), spektral sezgirligi va integral sezgirligi S(A/Vt) bilan xarakterlash qabul qilingan. Kvant chiqishi deb sirtga tushuvchi har bir foton ga to’g’ri keluvchi emissiyalangan elektronlar soni ga aytiladi.
(20) Spektral sezgirlik to’yinish fototoki ning fotokatodga tushayotgan monoxromatik nurlanish quvvatiga nisbatiga aytiladi, ya’ni Integral sezgirlik S to’yinish fototoki ning standart nurlanish manbaidan chiqayotgan yorug’lik oqimi intensivligi I_s.n.m nisbati bilan aniqlanadi, ya’ni:
(22) Odatda bunday manba sifatida tolasining temperaturasi 2850 K bo’lgan volfram tolali lampa ishlatiladi.
Fotokatodning yana bir muhim amaliy xarakteristkasi bo’lib qorong’ulik tokining zichligi hisoblanadi va u ishchi temperuturasidagi yoritilmagan katoddagi termoelektron emissiya tokining zichligiga teng bo’ladi. Bu tok fotoelektron asboblari bilan kuchsiz yorug’lik oqimlarini o’lchaganda shovqinli manba bo’lib hisoblanadi.
Nisbatan uzun to’lqin sohada foto sezgirlik hosil qilish uchun GaAs taqiqlangan zonasi kichikroq bo’lgan yarim o’tkazgichlarda ishlatiladi. Masalan III va V-guruh elementlarining o’lchangan va undan murakkab birikmalari GaAs, InAsP, InGa, va boshqalar ishlatiladi. Bunday fotokatodlar eng yuqori integral sezgirligiga (2000 mkA/lm), xona temperaturasida past xususiy termoelektron emissiyaga (10^-14÷10^-16 A/sm²) va chegarasiga ega bo’lgan keng to’lqin uzunliklari oblastida tekis sezgirlikka egadirlar. Chegara atrofi oblastida kvant chiqishi bir necha foizlarga yetadi.
Manfiy elektronga moyillikka ega bo’lgan fotoelektronlar paydo bo’lgunga qadar eng ko’p tarqalgan effektiv fotokatodlar kislorod-kumush-seziyli (Ag-O-Cs) surma-seziyli ( ), ko’pishqorli ( ), vismutli-kumush-seziyli ( ) bo’lib hisoblangan. Bu oddiy turdagi fotoktodlar ichida eng katta sezgirlikka (400-600 mkA/lm) ko’p ishqorli fotokatodlarga ega bo’ladi. Ulardagi fotoelektron emissiya chegarasi λ₀ =800-850nm ni, maksimum sezgirlik esa λ=500 nm to’lqin uzunligiga ega bo’ladi. Kislorod-kumush-seziyli fotokatodlarning integral sezgirligi 60-80 mkA/lm ga yetadi. Spektral xarakteristikasida 2 ta maksumumga ega l₁»700-750 nm va l₂»350 nm. Bu fotokatod uchun fotoelektron emissiya ning qizil chegarasi l₀=1200¸1400 nm oraliqda yotadi. Surma-seziyli fotokatodlar 100 mkA/lm gacha integral sezgirligiga ega bo’ladi va sezgirlik maksimumi l_max=425¸475 nm oralig’iga, qizil chegara esa l₀=700 nm ga to’g’ri keladi.
Ge, Si, Te, B, CdS, CdSe, JnSb, InSe, HgSe, HgTe va boshqa yarim o’tkazgichlar uchun maxsus usullar bilan elektronlarning chiqish ishini kamaytirilmagan bo’lsa, kvant chiqishi 10^-4¸10^-3 el/kV dan oshmaydi. Chegaraga yaqin oblastda Y(hv) bog’liqlik parabolik bog’liqlikdan farq qiladi va quyidagicha ifodalanadi:
Y(hv)=a(hv-hv₀)^m ( 23.) bu yerda a va m - berilgan emitterlar uchun xarakterli parametrlar.
Aralashmali yarim o’tkazgichlar uchun kvant chiqish Y aralashma konsentratsiyasining oshishi bilan oshadi. Fotoelektronlarning chiqish chuqurligi 5-10 nm ga teng. Energetik spektrning maksimumi eV energiyalar oralig’iga to’g’ri keladi va spektrning ko’rinishi metallarnikiga qaraganda ancha murakkab shaklga ega bo’ladi.