JP7033556B2 - ナノワイヤを伴うフォトカソードの製造方法 - Google Patents
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Description
120 ナノワイヤのマット
125 反射防止層
130 金属層、極性化電極
135 コンタクト層
140 電子増倍管
Claims (13)
- フォトカソードを製造する方法であって、前記フォトカソードは前記フォトカソードの動作スペクトル帯域内において透過性の、前面と呼ばれる第1の面および前記前面とは反対側の背面を有するガラス基板(110)と、
前記背面に堆積され、この面から、前記前面から離れる方向に延びる少なくとも1つのIII-V族半導体材料から作られたナノワイヤのマット(120)と、
を有し、
前記ナノワイヤの組成が、前記III-V族材料の要素の比の中に放射状の変動を有し、
前記ナノワイヤのコアから周囲に向かう方向においてバンドギャップの正の勾配が得られるように、前記ナノワイヤの成長相の間に、前記III-V族半導体材料を構成する材料の流束を変化させ、前記ナノワイヤをMBEフレーム内における分子ビーム・エピタキシ成長によって前記基板上で成長させ、
前記ナノワイヤの前記成長の前に、前記MBEフレーム内で0から1200℃までの温度において1から30分までの持続時間にわたって前記基板上に金薄膜を堆積させ、400℃から700℃までの間の温度において1から30分にわたって乾燥させて直径が5から50nmまでの金粒子を作成することを特徴とするフォトカソードを製造する方法。 - 前記半導体材料が、InGaN、InGaAs、InGaP、GaAsSb、AlGaAs、AlGaAsP、およびGaBiAsの中から選択されることを特徴とする、請求項1に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記半導体材料が、Zn、Be、C、または両性材料の中から選択されたドーパントによってドープされることを特徴とする、請求項1に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記ナノワイヤが、LiO、CsO、またはNF3の中から選択された活性化材料の層によって覆われることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記ナノワイヤのマットが、前記基板上に堆積された極性化電極と電気的に接続されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記フォトカソードの前記動作スペクトル帯域内において透過性の、前記極性化電極に接続されるコンタクト層(135)を有し、前記コンタクト層が、前記ナノワイヤのマットと前記基板の間に配置されることを特徴とする、請求項5に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記コンタクト層が、ITOの層、グラフェン、または強くPドープされたIII-V族半導体材料の多結晶層であることを特徴とする、請求項6に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記コンタクト層と前記基板の間に配置される反射防止層(125)を包含することを特徴とする、請求項6または7に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記ナノワイヤの直径が、50から300nmまでの間、好ましくは50から150nmまでの間であることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記ナノワイヤの密度が、105から1010cm-2までの間、好ましくは108から1010cm-2までの間であることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記ナノワイヤの前記成長の前に、直径が5から50nmまでの金粒子のコロイド溶液を前記基板の表面上に分散させることを特徴とする、請求項1に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記ナノワイヤの成長相の間の前記基板の前記温度が400℃から700℃までの間であり、かつ、0.5Å/秒から10Å/秒までの間の成長レートが得られるように前記原子流束が較正されることを特徴とする、請求項1または11に記載のフォトカソードを製造する方法。
- 前記ナノワイヤの成長相の終了時に、LiO、CsO、またはNF3から作られる活性化層が、同一のMBEフレーム内において、または前記真空の中断なしに堆積されることを特徴とする、請求項1、11、12のいずれか一項に記載のフォトカソードを製造する方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001143648A (ja) | 1999-11-17 | 2001-05-25 | Hitachi Ltd | 光励起電子線源および電子線応用装置 |
US20030222579A1 (en) | 2001-11-13 | 2003-12-04 | Burle Technologies, Inc. | Photocathode |
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Family Cites Families (7)
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US20100180950A1 (en) * | 2008-11-14 | 2010-07-22 | University Of Connecticut | Low-temperature surface doping/alloying/coating of large scale semiconductor nanowire arrays |
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---|---|---|---|---|
JP2001143648A (ja) | 1999-11-17 | 2001-05-25 | Hitachi Ltd | 光励起電子線源および電子線応用装置 |
US20030222579A1 (en) | 2001-11-13 | 2003-12-04 | Burle Technologies, Inc. | Photocathode |
JP2006302610A (ja) | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光電陰極 |
JP2008135350A (ja) | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光電陰極 |
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Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
DHAKA,Veer et al.,High Quality GaAs Nanowires Grown on Glass Substrates,Nano Letters,2012年,Vol.12,Iss.4,p.1912-1918 |
KASANABOINA,Pavan Kumar et al.,Bandgap tuning of GaAs/GaAsSb core-shell nanowires grown by molecular beam epitaxy,Semiconductor science and technology,2015年,Vol.30,Iss.10,p.1-10 |
KUMARESAN,V et al.,Self-induced growth of vertical GaN nanowires on silica,Nanotechnology,2016年04月,Vol.27,Iss.13,p.1-8 |
YUFENG,Zhao et al.,Growth and properties of GaAs nanowires on fused quartz substrate,JOURNAL OF SEMICONDUCTORS,2014年09月,Vol.35,Iss.9,p.1-6 |
ZHAO,Yu-Feng et al.,Synthesis and Photoluminescence Properties of GaAs Nanowires Grown on Fused Quartz Substrates,Chinese Physics Letters,中国,2014年,Vol.31,Iss.5,p.1-4 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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