[发明专利]表面等离激元诱导的电子发射源

权利要求书

1.一种表面等离激元诱导的电子发射源，其特征在于，包括：透明介质、金属牛眼光栅、中心小孔、光阴极材料层、泵浦源和电子收集器；电子收集器位于电子发射源的最底层，电子收集器的上面为光阴极材料层，光阴极材料层为光阴极材料，光阴极材料层上面为金属牛眼光栅，透明介质覆盖金属牛眼光栅上，透明介质也覆盖在中心小孔上，透明介质作为电子发射源芯片的衬底，泵浦源在所述透明介质上；所述中心小孔位于所述金属牛眼光栅的环形中心处；

所述泵浦源发出光与所述金属牛眼光栅相互作用产生表面等离激元近场，所述表面等离激元近场通过所述中心小孔到达所述光阴极材料层，与光阴极材料相互作用产生电子，所述电子收集器收集所述电子；

其中，所述金属牛眼光栅的周期与所述表面等离激元的波矢满足:所述金属牛眼光栅的周期与所述表面等离激元的波矢之积为2π的整数倍；

所述光阴极材料层为预设特殊材料，以使得所述表面等离激元近场照射到光阴极材料上，产生光致电子发射现象。

2.根据权利要求1所述的表面等离激元诱导的电子发射源，其特征在于，所述金属牛眼光栅的周期与所述表面等离激元的波矢之积为2π的整数倍，具体包括：

其中，k_spp表示所述表面等离激元的波矢，Λ表示所述金属牛眼光栅的周期。

3.根据权利要求1或2所述的表面等离激元诱导的电子发射源，其特征在于，所述光阴极材料层为碱金属材料、半导体量子阱材料、二维材料、负电子亲和势光阴极四种材料中的一种。

4.根据权利要求1或2所述的表面等离激元诱导的电子发射源，其特征在于，所述中心小孔内为真空。

5.根据权利要求3所述的表面等离激元诱导的电子发射源，其特征在于，所述碱金属材料为包含低逸出功碱金属的半导体化合物。

6.根据权利要求3所述的表面等离激元诱导的电子发射源，其特征在于，所述量子阱材料是不同组分的半导体材料形成的多层平面材料。

7.根据权利要求3所述的表面等离激元诱导的电子发射源，其特征在于，所述二维材料为电子仅可在两个维度上自由运动的材料。