量子効率1を越える電界放出微小エミッタ型超高感度光電面に関する研究

量子效率超过1的场发射微发射器型超灵敏光电阴极研究

基本信息

批准号：
07750385
负责人：
澤田和明
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

まず動作原理を確認するために、真空チャンバー内にn型シリコンエミッタアレイを配置し、それと外部のフォトダイオードを直列に接続してエミッタからのエミッション電流の測定を行った。このとき、光はフォトダイオードに照射した。この実験で使用したn型エミッタは、1.5mm角内に6μm間隔で約6万個のエミッタをアレイ状に配置したものである。フォトダイオードに照射する光量を変化させながらエミッション電流の変化を測定したところ,光量の増加によりエミッション電流がほぼ直線的に増加することがわかった。またアノード電圧が500Vの時、実効的な量子効率が1以上となることが確認できた。これは、フォトダイオードとして使用したpn接合で光が吸収され、そこで生成した電子がそこに存在する強電界によりアバランシェ増倍(雪崩増倍)が生じたためだと考えれれる。これにより入射した光子1個が、5個程度の放出電子に変換されたことを意味している。これらの結果から量子効率1を越える電界放出微小エミッタ型超高感度光電面の製作の可能性が確認できた。中心波長680nmのLEDを用いて光応答測定を行った。その結果、電流の立ち上がり、立ち下がりともに約10ms程度であることがわかった。この応答の遅れは、空乏層容量と電子ビームの抵抗により定まる時定数によると考えれれた。

首先，为了确认工作原理，将N型硅发射器阵列放置在真空室中，并以串联连接外部光电二极管，以测量来自发射极的发射电流。目前，光电二极管被光照射。该实验中使用的N型发射器以1.5 mm平方内的6μm间隔排列在约60,000个发射器的阵列中。当测量发射电流的变化时，在更改光电二极管上的光量时，发现发射电流由于光的量增加而几乎线性增加。还证实，当阳极电压为500V时，有效量子效率为1或更高。这被认为是因为光被用作光电二极管的PN连接吸收，并且在其中产生的电子产生的雪崩繁殖（雪崩乘法）的强电场。这意味着一个入射光子已转换为大约五个发射的电子。这些结果证实了制造田间发射微发射极型超高灵敏度光电表面的可能性，量子效率超过1。结果，发现电流的上升和下降约为10毫秒。这种响应的延迟被认为是由于耗尽层电容和电子束的电阻确定的时间常数。