Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 19, Numéro 5, mai 1984
Page(s) 367 - 377
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01984001905036700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 19, 367-377 (1984)
DOI: 10.1051/rphysap:01984001905036700

Stabilité de l'émission photoélectrique de couches minces d'argent recouvertes de césium oxydé

L. Gautreau et A. Septier

Laboratoire de Physique du Vide, ERA 660, C.N.A.M., 292, rue Saint-Martin, 75141 Paris Cedex 03, France


Abstract
Controlled oxidation of successive Cs layers evaporated in sequence onto a polycristallin Ag surface decreases the work function down to 1 eV. Unfortunately, the corresponding wavelength threshold λs ~ 1.2 μm is not stable and moves slowly towards lower values. However initial threshold and spectral sensitivity S(λ) values can be fully recovered by injecting a tiny amount of oxygen in the UHV chamber. AES studies, performed with new, aged and regenerated Cs-oxide layers respectively, allowed to detect very small variations in the oxygen concentration and to show that the Cs-O layer is not made of Cs-oxide but of Cs and O adsorbed atoms, with a thickness corresponding to about one monolayer.


Résumé
Par une série de cycles alternés d'évaporation de Cs suivie d'une introduction contrôlée d'oxygène dans l'enceinte ultravide, on forme une mince couche Cs-O qui abaisse le travail de sortie de Ag polycristallin aux environs de 1 eV. Mais le seuil photoélectrique λs ~ 1,2 μm ainsi obtenu n'est pas stable, et se déplace lentement vers les plus courtes longueurs d'onde. Toutefois, les valeurs du seuil initial et de la sensibilité spectrale S(λ) de la photocathode peuvent être réobtenues aisément par introduction dans l'enceinte à ultravide d'une très faible quantité d'oxygène. Des analyses Auger de la couche superficielle Cs-O ont permis de montrer que cette couche est formée d'atomes adsorbés et non d'oxyde de Cs, que son épaisseur est de l'ordre de la monocouche, et que la variation des pics relatifs à Cs et O pendant le vieillissement, correspond à un appauvrissement en oxygène qui peut être compensé par régénération.

PACS
6845B - Sorption equilibrium at solid fluid interfaces.
7330 - Surface double layers, Schottky barriers, and work functions.
7920F - Electron surface impact: Auger emission.
7960G - Photoelectron spectra of composite surfaces.
8160B - Surface treatment and degradation of metals and alloys.

Key words
adsorbed layers -- Auger effect -- caesium -- oxidation -- photoemission -- photoelectric emission -- Ag films -- Cs layers -- work function -- wavelength threshold -- spectral sensitivity -- AES studies -- O adsorbed atoms