第3章节光电的技术PMT.pptVIP

5 光电发射效应及其PMT 3.5.1 光电发射效应------外光电效应 （一）光电发射原理 金属或半导体在光的照射下吸收 光子激发出自由电子，当吸收的 能量足以克服原子核对电子的束 缚时，电子就会脱离原子核逸出 物质的表面，这就是物质的光电 发射现象，也称为外光电效应。 它是真空光电器件光电阴极的物 理基础。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （二）光电效应三定律 1.光电发射第一定律——斯托列托夫定律： 当照射到光阴极上的入射光频率或频谱成分不变时，饱和光电流（即单位时间内发射的光电子数目）与入射辐射通量（光强度）成正比： I：饱和光电流； k：光电发射灵敏度系数； ?：入射辐射通量； Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2. 光电发射第二定律 光电子的最大动能与入射光的频率成正比，而与入射光强度无关： 外光电效应发生的条件： 3. 光电效应中有红限存在，即光电发射的 长波限为： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （三）光电发射的基本过程 光电发射大致可分三个过程： 1) 光射入物体后，物体中的电子吸收光子能量， 从基态跃迁到能量高于真空能级的激发态。 2) 受激电子从受激地点出发，在向表面运动过程 中免不了要同其它电子或晶格发生碰撞，而失 去一部分能量。 3) 达到表面的电子，如果仍有足够的能量足以克 服表面势垒对电子的束缚（即逸出功）时，即 可从表面逸出，形成光电子。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 光电发射的基本过程 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （四）相关材料特性 良好光电发射材料的标准 光吸收系数大,以便产生较多的受激电子； 光电子在体内传输过程中受到的能量损失小， 使其逸出深度大； 表面势垒低，使表面逸出几率大； 具有一定的电导率。因为电子出去以后，还要 从外部电源补充电子。 满足上述4点的材料就会得到较高的量子 效率，是好的光电发射材料。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 为什么纯金属不适合用作光电阴极材料？ 金属材料是否满足上述4点？ ——其反射率为90%，吸收光能少； ——体内自由电子多，由于碰撞引起的能量散射损失大，逸出深度小； ——逸出功大（3eV），难逸出金属表面，量子效率低； ——光谱响应在紫外或远紫外区（红限不长于600nm），适于紫外灵敏的光电器件。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 半导体作阴极的优点 光吸收系数比金属大； 体内自由电子少，光电子在运动过程中的能量损失小，故量子效率比金属大； 价带中的电子浓度大，电子逸出功小； 光发射波长延伸至可见光、近红外波段。 70年代后期——在半导体光电发射材料的基础上，发展了负电子亲和势光电阴极，长波可至1.6um。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client P