Ultratynde film af cæsiumantimonid bruges til at lave mere effektive fotokatoder

Et team af forskere hos Cornell har udviklet en ultratynd film af cæsiumantimonid, der kan bruges som en yderst effektiv fotokatode. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters , beskriver gruppen deres tilgang til at skabe fotokatoden, og hvordan den fungerede sammenlignet med konventionelle fotokatoder.

En fotokatode er en enhed, der omdanner fotoner til elektroner via den fotoelektriske effekt. I praksis er sådanne enheder lavet af et materiale, der frigiver en elektron, når den rammes af en foton. Når der produceres et stort antal elektroner, kan de samles i en stråle til brug i applikationer som frielektronlasere og elektrondiffraktion. Efterhånden som teknologien er modnet, har forskere fortsat med at søge efter måder at øge effektiviteten af ​​sådanne enheder (et mål for antallet af elektroner, der frigives sammenlignet med antallet af fotoner, der rammer fotokatoden). I denne nye indsats udviklede forskerne en ny slags fotokatode ved hjælp af antimon og cæsium.

Holdet påførte en form for epitaksi, antimon og cæsium, der havde gennemgået en ekstremt grundig filtreringsproces og sublimeret inde i et vakuumkammer, hvor de kondenserede på et siliciumcarbidsubstrat. Handlingen fandt sted et atomlag ad gangen med den atomare struktur af materialet, der blev skabt i samme orientering som substratet, hvilket sikrede, at det var fri for defekter. De ultratynde film, der blev resultatet, var kun 4 nm tykke og kunne bruges som en fotokatode.

Holdet gik derefter i gang med at analysere filmen (ved hjælp af forskellige former for spektroskopi og elektrondiffraktion) for at sikre, at den faktisk var defektfri, og at lagene var blevet aflejret på substratet på den tilsigtede måde. Tilfredse med deres resultater begyndte de at teste filmen for at se, hvordan den sammenlignes med konventionelle film.

De fandt ud af, at når de konverterede grønt lys til elektroner, var effektiviteten af ​​deres fotokatode større end 2%, og dens proces var så kort som 10 fs, betydeligt hurtigere end konventionelle fotokatoder. De konkluderer, at lignende fotokatoder kunne bruges til at skabe nye enheder med betydelige lysstyrkeforbedringer. + Udforsk yderligere

'Atomic Armor' til acceleratorer muliggør opdagelser

© 2022 Science X Network