Brevet FR3051963A1 (20171201)
REVENDICATIONS1. Photocathode comprenant un substrat amorphe (110), transparent à la bande spectrale de travail de la photocathode et présentant une première face, dite face avant et une face arrière opposée à la face avant, caractérisée en ce qu'elle comprend un tapis de nanofils (120) réalisés en au moins un matériau semi-conducteur III-V, déposés sur ladite face arrière et s'étendant à partir de cette face dans une direction opposée à la face avant.\n<CLM>\1\tPhotocathode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le substrat est en verre.\n<CLM>\1\tPhotocathode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau semi-conducteur est choisi parmi GaAs, GaN,InGaN InGaAs, GaP, InGaP, InAs, GaSb, GaAsSb, AIGaAS, AIGaASP, GaBiAs.\n<CLM>\1\tPhotocathode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la composition des nanofils présente une variation radiale du rapport des éléments du matériau III-V de manière à obtenir un gradient de bande interdite dirigé du coeur des nanofils vers leur périphérie.\n<CLM>\1\tPhotocathode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau semi-conducteur est dopé par un dopant choisi parmi Zn, Be, C ou un matériau amphotère.\n<CLM>\1\tPhotocathode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les nanofils sont recouverts d'une couche de matériau d'activation choisi parmi LiO, Cs0 ou NIF3. 3051963 11\n<CLM>\1\tPhotocathode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tapis de nanofils est relié électriquement à une électrode de polarisation (130) déposée sur ledit substrat. 5\n<CLM>\1\tPhotocathode selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle présente une couche de contact transparente (135) dans la bande spectrale de travail de la photocathode, reliée à l'électrode de polarisation, la couche de contact étant située entre le tapis de nanofils et ledit substrat. 10\n<CLM>\1\tPhotocathode selon la revendication 8, caractérisée en ce que le matériau de la couche de contact est une couche d'ITO, de graphène ou encore une couche polycristalline de matériau semiconducteur III-V fortement dopé P.\n<CLM>\1\tPhotocathode selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce qu'elle 15 comporte une couche antireflet (125) située entre la couche de contact et ledit substrat.\n<CLM>\1\tPhotocathode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre des nanofils est compris entre 50 à 300 nm, de préférence entre 50 à 150 nm. 20\n<CLM>\1\tPhotocathode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la densité de nanofils est de 105 à 1010 cm-2, de préférence de 105 à 1010 cm-2.\n<CLM>\1\tMéthode de fabrication d'une photocathode selon l'une des revendications 25 précédentes, caractérisée en ce que l'on fait croire les nanofils sur ledit substrat au moyen d'une épitaxie par jets moléculaires dans un bâti de MBE.\n<CLM>\1\tMéthode de fabrication de photocathode selon la revendication 13, caractérisée en ce que préalablement à la croissance de nanofils, au sein du même bâti de 30 MBE, on dépose sur ledit substrat un film d'or à une température de 0 à 1200°C pendant une durée de 1 à 30 min puis on le laisse démouiller à une température entre 400°C et 700°C pendant 1 à 30 min de manière à créer des particules d'or de 5 à 50 nm de diamètre. 3051963 12\n<CLM>\1\tMéthode de fabrication de photocathode selon la revendication 13, caractérisée en ce que préalablement à la croissance de nanofils, on disperse à la surface du substrat une solution colloïdale de particules d'or de 5 à 50 nm de diamètre. 5\n<CLM>\1\tMéthode de fabrication de photocathode selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisée en ce que la température du substrat lors de la phase de croissance des nanofils est comprise entre 400°C et 700°Cet que les flux atomiques sont calibrés de manière à obtenir une vitesse de croissance des nanofils comprise entre 0.5 ;Vs et 10 Â/s. 10\n<CLM>\1\tMéthode de fabrication de photocathode selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisée en ce que, pendant la phase de croissance des nanofils, on fait varier les flux des matériaux composant le matériau semi-conducteur III-V de manière à faire croire un matériau présentant une bande interdite plus large au début de la phase de croissance 15 qu'à la fin de cette même phase.\n<CLM>\1\tMéthode de fabrication de photocathode selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisée en ce qu'au terme de la phase de croissance des nanofils, on dépose une couche d'activation en LiO, CsO ou NF3, au sein du même bâti de MBE ou sans rupture du 2 0 vide.