[实用新型]带有底栅控电极的平面电子发射光探测器

权利要求书

1.一种带有底栅控电极的平面电子发射光探测器，其包括：衬底（1）、平面型电子发射体（2）、底栅控电极（3）、电子收集极（4）、SiO₂绝缘隔离层（5）、真空封装套件（6）和入射窗（7）；

其特征在于：在所述衬底（1）上利用薄膜工艺制备金属底栅控电极（3），电极材料为贵金属材料或普通金属材料，在其上方利用电子束蒸发、等离子增强化学气相沉积或磁控溅射的方法制备SiO₂绝缘隔离层（5），在隔离层的上方同样采用薄膜工艺制备电子收集极（4），与电子收集极（4）相对的位置制备平面型电子发射体（2），利用真空封装套件（6）和入射窗（7）将其他组件实现真空封装。

2.根据权利要求1所述的一种带有底栅控电极的平面电子发射光探测器，其特征在于：所述衬底（1）材料为硅片基底或金属板基底或玻璃板基底。

3.根据权利要求1所述的一种带有底栅控电极的平面电子发射光探测器，其特征在于：所述平面型电子发射体（2）和所述电子收集极（4）位于同一平面内，两者端面之间的最小间距小于10nm。

4.根据权利要求1所述的一种带有底栅控电极的平面电子发射光探测器，其特征在于：所述平面型电子发射体（2）为金刚石薄膜或石墨烯材料或纳米尺度金属材料或纳米尺度半导体材料或碳纳米管材料。

5.根据权利要求1所述的一种带有底栅控电极的平面电子发射光探测器，其特征在于：所述真空封装套件（6）其构成材料为玻璃或陶瓷。

6.根据权利要求1所述的一种带有底栅控电极的平面电子发射光探测器，其特征在于：所述入射窗（7）构成材料为高透光率光学玻璃或半导体基片或金属铍窗，以分别对应可见光区、红外光区和X光区。

7.根据权利要求1至6任意一权利要求所述的一种带有底栅控电极的平面电子发射光探测器，其特征在于：光波由入射窗（7）进入探测器内，并照射位于窗口下方的平面型电子发射体（2）和电子收集极（4）所在区域，而同时在平面型电子发射体（2）和电子收集极（4）之间、在平面型电子发射体（2）和底栅控电极（3）之间分别施加偏置电压；当光照射电子发射体（2）后，光波中电场分量可使发射体的表面势垒下降，其内部的费米能级电子逸出到自由空间形成电子云，并在偏置电压作用下向电子收集极（4）运动，形成光电流，实现光波探测；所述平面型电子发射体（2）采用低逸出功材料，电子收集极（4）和平面型电子发射体（2）的间距趋近大气中平均电子自由程，光电流与入射光电场场强之间满足福勒诺德海姆公式，电场场强与光强有关；平面型电子发射体（2）和电子收集极（4）之间的距离小于平均电子自由程，真空封装套件（6）内真空水平为亚真空。