光电倍增管用光电阴极及其制备方法技术

本发明专利技术属于光电倍增管技术领域，具体涉及一种光电倍增管用光电阴极及其制备方法。本发明专利技术提供了一种光电倍增管用光电阴极，以铜铍合金为支撑基板，Be2N3薄膜为光电子反射层，K2CsSb薄膜为光电子发射层，弥补了现有技术中光电阴极材料量子效率低、稳定性差、噪声大的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
光电倍增管用光电阴极及其制备方法


[0001]本专利技术属于光电倍增管
，具体涉及一种光电倍增管用光电阴极及其制备方法。

技术介绍

[0002]光电倍增管是将微弱的光信号转换成电信号并对电信号进行倍增放大的真空电子器件。光电倍增管作为一种真空器件，主要包括光电阴极、聚焦电极、电子倍增器等部件。光电阴极是一种基于外光电效应的光电发射体，是光电倍增管中的重要部件，其性能好坏直接影响整个光电倍增管的性能，其主要性能参数为量子效率，量子效率越高，光电倍增管的探测效率就越高，信噪比就越好。虽然目前光电阴极的研究已经取得了一定的进展，但仍存在量子效率低、稳定性差等缺点，限制了光电阴极的应用。因此，需要开发出一种量子效率高、稳定性高的光电阴极。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种光电倍增管用光电阴极，以解决现有技术中光电阴极材料量子效率低、稳定性差、噪声大的问题。
[0004]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案如下。
[0005]本专利技术提供了一种光电倍增管用光电阴极的制备方法，包括下述步骤：1)支撑基板的前处理：将支撑基板铜铍合金利用含有阴离子表面活性剂的清洗剂进行清洗，干燥后备用；2)光电子反射层的制备：在400
‑
500℃、50
‑
80Pa的氮气氛围中，在支撑基板表面形成Be2N3薄膜；3)光电子发射层的制备：将表面带有光电子反射层的支撑基板在300
‑
350℃下烘烤除气、然后降温至140
‑<br/>200℃，在光电子反射层上蒸镀K2CsSb形成光电发射层，得到目标产物；其中，所述铜铍合金中，Be含量为2.3
‑
2.5%，还含有0.5
‑
0.8%的Zr元素。
[0006]所述阴离子表面活性剂具有式(1)所示结构通式：(1)；
其中，R1是
‑
(CH2)
n
CH3，n=2
‑
5的整数；R2是
‑
(CH2)
m
，m=1
‑
3的整数。
[0007]上述所述应用包括利用阴离子表面活性剂与邻羟基萘甲异羟肟酸混合用于光电阴极制备过程中支撑基板的前处理，阴离子表面活性剂与邻羟基萘甲异羟肟酸的重量比为1:0.25
‑
0.4。
[0008]本专利技术提供上述阴离子表面活性剂，在制备光电倍增管用光电阴极过程中，用于支撑基底合金材料前处理的清洗剂，在常温下即具有较强的清洗效果，能够较为全面的去除合金表面的油污、灰尘及其他杂质，阴离子表面活性剂中的三唑环结构具有良好的缓蚀作用，能够显著降低合金表面的粗糙度，能够活化基体，有助于后续工序中合金表面的沉积性能，提高合金与薄膜之间的结合力；经含有该阴离子表面活性剂的清洗剂处理的合金，有利于后续加工过程中在合金表面形成致密性好、平整度高的光电子反射层薄膜，有利于光电子的反射，从而使终产物光电阴极具有优异的量子效率；该阴离子表面活性剂与邻羟基萘甲异羟肟酸混合使用，阴离子表面活性剂可溶于邻羟基萘甲异羟肟酸，增加了阴离子表面活性剂在常温下的乳化性能，使清洗剂在常温下即具有较强的清洗效率，还能进一步地降低对合金表面的腐蚀，提高合金表面光滑度，提高镀膜质量，从而提高终产品光电阴极的量子效率，还能够提高光电稳定性。
[0009]上述阴离子表面活性剂的制备方法，包括：将苯醚甲环唑加入到足量N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，接着加入直链脂肪胺和碳酸氢钠水溶液，室温下反应2.5
‑
6h，反应产物依次经稀盐酸、去离子水清洗，浓缩、干燥，得到化合物I；将化合物I加入到足量N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，再加入氨基磺酸和碳酸氢钠水溶液，40
‑
50℃下反应4
‑
8h，反应产物依次经稀盐酸、去离子水清洗，浓缩、干燥，得到目标产物。
[0010]上述所述苯醚甲环唑、直链脂肪胺、氨基磺酸的添加摩尔比为1:1
‑
1.5:1
‑
1.2。
[0011]上述所述直链脂肪胺是正丙胺、正丁胺、正戊胺、正己胺中的任一种。
[0012]上述所述氨基磺酸是氨基甲磺酸、氨基乙磺酸、氨基丙磺酸中的任一种。
[0013]上述所述碳酸氢钠水溶液的质量分数为8
‑
15%，第一次添加量为苯醚甲环唑重量的0.1
‑
0.2倍，第二次添加量为苯醚甲环唑重量的0.05
‑
0.2倍。
[0014]本专利技术通过上述方法制备阴离子表面活性剂，首先利用苯醚甲环唑与直链脂肪胺发生亲核取代反应，然后与氨基磺酸发生亲和取代反应，由于苯醚甲环唑中
‑
Cl的活性不同，连接不同的官能团，合成一种在常温下即具有良好的乳化特性、稳定性好的阴离子表面活性剂，将该阴离子表面活性剂用于合金的前处理，能够较为全面的去除合金表面的油污、灰尘及其他杂质，赋予合金表面较高的光滑度，并能够活化基体，提高合金表面的沉积性能，从而提高终产物光电阴极的性能。
[0015]上述所述铜铍合金中，各组分按照重量百分比计，包括：Be：2.3
‑
2.5%，Co：0.3
‑
0.5%、Ni：0.3
‑
0.5%、Zr：0.5
‑
0.8%、Ce：0.1
‑
0.3%，余量为Cu和不可避免的杂质。
[0016]上述所述铜铍合金具体经由下述方法制备得到：将高纯Cu在1200
‑
1350℃下进行熔炼，接着加入Be、Co、Ni、Zr、Ce进行熔炼，待完全融化后加入精炼剂进行精炼，扒渣，然后在1100
‑
1200℃下保温10
‑
15min；接着采用半连续铸造工艺进行铸造、扒渣，铸造温度为950
‑
1100℃，铸造速度为60
‑
80mm/min，冷却水流量为10
‑
12m3/h；再然后将合金在830
‑
850℃下固溶处理2
‑
4h，快速冷却至760
‑
780℃下固溶处理
4
‑
8h；再然后对合金进行热挤压，热挤压温度为750
‑
780℃，热挤压比为10
‑
15；对合金进行时效处理，温度为420
‑
460℃，时间为6
‑
10h，冷却方式为随炉冷却；最后进行拉拔处理，加工功率为40
‑
50%。
[0017]所述制备铜铍合金过程中，精炼剂经由下述方法制备得到：将麦饭石粉碎至40
‑
80目，在350
‑
400℃下煅烧40
‑
60min，冷却后用去离子水清洗干净，然后加入到40
‑
50重量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电倍增管用光电阴极的制备方法，其特征在于，包括：1)支撑基板的前处理：将支撑基板铜铍合金利用含有阴离子表面活性剂的清洗剂进行清洗，干燥后备用；2)光电子反射层的制备：在400
‑
500℃、50
‑
80Pa的氮气氛围中，在支撑基板表面形成Be2N3薄膜；3)光电子发射层的制备：将表面带有光电子反射层的支撑基板在300
‑
350℃下烘烤除气、然后降温至140
‑
200℃，在光电子反射层上蒸镀K2CsSb形成光电发射层，得到目标产物；其中，所述铜铍合金中，Be含量为2.3
‑
2.5%，还含有0.5
‑
0.8%的Zr元素。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，阴离子表面活性剂的结构通式如下所示：；其中，R1是
‑
(CH2)
n
CH3，n=2
‑
5的整数；R2是
‑
(CH2)
m
，m=1
‑
3的整数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂与邻羟基萘甲异羟肟酸混合用于光电阴极制备过程中支撑基板的前处理，阴离子表面活性剂与邻羟基萘甲异羟肟酸的添加重量比为1:0.25
‑
0.4。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂经由下述方法制备得到：将苯醚甲环唑加入到足量N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，接着加入直链脂肪胺和碳酸氢钠水溶液，室温下反应2.5
‑
6h，反应产物依次经稀盐酸、去离子水清洗，浓缩、干燥，得到化合物I；将化合物I加入到足量N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，再加入氨基磺酸和碳酸氢钠水溶液，40
‑
50℃下反应4
‑
8h，反应产物依次经稀盐酸、去离子水清洗，浓缩、干燥，得到目标产物。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，苯醚甲环唑、直链脂肪胺、氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：章贤骏，方涌，宣兆康，凌建鸿，
申请(专利权)人：杭州安誉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：