[发明专利]用于微波真空电子器件的光电阴极及其制备方法

说明书

本公开提供一种用于微波真空电子器件的光电阴极及其制备方法，其光电阴极的制备方法，包括：步骤S100：制备碱金属源，将碱金属化合物、还原剂和金属粉末进行压制；步骤S200：在碱金属源上制备锑扩散层，将锑粉与镍粉和/或锑粉与钨粉在碱金属源上进行压制；步骤S300：加热体对碱金属源下部进行加热。本公开通过一体式加热方式，对碱金属源扩散层和锑扩散层进行加热，提供受控的光电发射层，以代替活性物质蒸发损失，从而延长阴极的使用寿命，并可以从中毒、暴露大气过程中恢复。

技术领域

本公开涉及微波真空电子器件领域，尤其涉及一种用于微波真空电子器件的光电阴极及其制备方法。

背景技术

微波真空电子器件广泛应用于雷达、卫星通信、电子加速器、全球定位、可控热核聚变及未来军事前沿的高功率微波武器等方面，其独特的功能和优越的性能，特别是在大功率和高频段的情况下，是其他器件所不能取代的。现代高技术微波器件对微波信号的功率、频率、带宽等工作特性不断提出新的发展需求。这些需求主要表现在要求更高的频率、更大的功率、更宽的频带、更高的效率和更长的寿命，从而对微波真空电子器件及相关技术的发展提出了新的挑战和发展机遇。因此，研究用于微波真空电子器件的光电阴极，对于推动卫星通信及高功率微波器件等技术的发展具有十分重要的意义。

目前，光电阴极主要有以下几种，一种是金属光电阴极，如铜、金、铱等。这种阴极的光电逸出功在4eV左右，它对应紫外光光子的能量。这给金属光电阴极的应用带来的许多麻烦。但由于金属光电阴极可在中等真空条件下(10-6pa)应用、寿命长、激光照射时稳定性好等优点，所以金属光电阴极被广泛地研究并应用在自由电子激光器中。第二种是金属化合物光电阴极，如六硼化镧光阴极，这种阴极耐恶劣环境的能力不如金属阴极，它必须在高真空的环境下使用，但这种阴极的量子效率要比金属的高一至二个量级。第三种是含碱金属的半导体阴极。如锑铯阴极、钾锑铯阴极(K2CsSb)等，这种阴极需要在高真空系统中制备和使用，但这种阴极具有很高的量子效率，一般在10-2左右，所以目前也有许多学者在研究这类阴极。

但碱金属锑化物阴极特别容易与残余的活泼气体反应，并且其中的碱金属很容易被加速的残余气体的离子或激光脱附，从而造成阴极的稳定性差、寿命短等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种用于微波真空电子器件的光电阴极及其制备方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种用于微波真空电子器件的光电阴极，包括：碱金属源、锑扩散层和加热体；锑扩散层制备在所述碱金属源上；加热体设置于所述碱金属源下部，对所述碱金属源进行加热。

在本公开的一些实施例中，还包括：外壁筒，套设于所述碱金属源和所述锑扩散层外，所述加热体伸入所述外壁筒。

在本公开的一些实施例中，所述外壁筒为金属筒，材料为钼和/或镍。

在本公开的一些实施例中，所述锑扩散层的制备材料包括：锑粉与镍粉和/或锑粉与钨粉。

在本公开的一些实施例中，所述碱金属源的制备材料包括：碱金属化合物、还原剂和金属粉末中的一种或多种。

根据本公开的一个方面，还提供了一种用于微波真空电子器件的光电阴极的制备方法，其中，包括：步骤S100：制备碱金属源，将碱金属化合物、还原剂和金属粉末进行压制；步骤S200：在碱金属源上制备锑扩散层，将锑粉与镍粉和/或锑粉与钨粉在碱金属源上进行压制；步骤S300：加热体对碱金属源下部进行加热。

在本公开的一些实施例中，还包括外壁筒，所述碱金属源和所述锑扩散层均在外壁筒内制备；所述加热体伸入外壁筒内。