赤外線外部光電子放出検出器であって、該検出器は、n-タイプ半導体層とp-層とを含むn-pヘテロ接合を備え、該n-層半導体は、ショットキーバリヤを形成するナノ粒子と共に埋め込まれたドープされたシリコンを含み、該p-層は、p-タイプダイアモンドフィルムである、赤外線外部光電子放出検出器。前記ナノ粒子は、約5~10nmの平均粒径を有する、約20~30原子百分率の金属粒子である、請求項1に記載の検出器。前記金属粒子は銀である、請求項2に記載の検出器。前記p-層は、負電子親和力を有する表面層を有する、請求項1に記載の検出器。前記n-層は、約3μm~10μmの厚さの範囲にある、請求項1に記載の検出器。前記n-層は、約3μmの厚さである、請求項5に記載の検出器。前記ドープされたシリコンは、燐およびアンチモンから成るリストから選択される元素によってドープされている、請求項1に記載の検出器。従って、本明細書には、銀n-タイプシリコン複合体を使用する外部光電子放出赤外線検出器のデバイスおよび方法が提供される。このデバイスは、2μmより長い波長を検出することができる。このデバイスは、材料の単一のフィルムを使用して、放射大気ウィンドウ、例えば1~2μm、3~5μmおよび8~14μmを効率的に検出することができる。このデバイスは、非常に適度な真空状態の下で調整されることができ、その動作を弱めることなく長期間大気の状態に露出することができる。このデバイスは容易に製造され、有毒材料を含まない。一実施形態において、赤外線外部光電子放出検出器は、n-タイプ半導体層とp-層とを含むn-pヘテロ接合を有することができ、該n-層半導体は、ショットキーバリヤを形成するナノ粒子と共に埋め込まれたドープされたシリコンを含み、該p-層は、p-タイプダイアモンドフィルムである。ナノ粒子は、約5~10nmの平均粒径を有する、約20~30原子百分率の金属粒子例えば銀であることができる。p-層は、負電子親和力を有する表面層を有することができる。n-層は、約3μm~10μmの厚さの範囲にあることができ、好ましくは、約3μmの厚さである。ドープされたシリコンは、燐およびアンチモンから成るリストから選択される元素によってドープされることができる。他の特徴が、以下の説明および請求項から、関連する技術における当業者により明らかとなる。詳細な説明このデバイスおよび方法は概して、光電子放出検出器に関し、特に、n-タイプのシリコン複合体の銀ナノ粒子を使用して、2μmよりも長い波長を検出することのできる赤外線外部光電子放出検出器に関する。このデバイスは、材料の単一のフィルムを使用して、3つの大気ウィンドウ、すなわち1~2μm、3~5μmおよび8~14μmすべてにおける放射を効率的に検出することができる。このデバイスは、極めて適度な真空状態の下で調整されることができ、その動作を弱めることなく長期間大気の状態に露出することができる。このデバイスは容易に製造され、有毒材料を含まない。また、熱結像が、従来のイメージ増強管においてこれらの材料を使用して実行されることができ、焦電型ビディコンの複雑さを避けることができる。外部光電子放出方式を使用して放射を検出する基本的なスキームが、図面の補佐により説明される。図示されるように、光電陰極への放射による入射は、電子を放出し、この電子は、バッテリの電位によって加速され、信号電流として外部回路に集められる。光電陰極によって検出されることのできる最小のエネルギーは、バンドギャップの特性例えば、光電陰極が作製されている材料の関数である。バンドギャップが小さければ小さいほど、検出され得る放射のエネルギーは小さい。様々な複合半導体が、成分の相対的な量を変化させて0電子ボルトから1電子ボルト以上にわたるバンドギャップを有する半導体を生成することによって構成され得、この方法は、非常に長い波長での放射を検出するために使用され得ることを示唆している。あいにくと、これは、約2μm以下の長さの波長の検出に対して実証されているに過ぎない。この理由は、光電陰極の表面がセシウムおよび酸素のコーティングによって処理されて、表面のエネルギーを下げて、電子が真空中に逃避することを可能にしなくてはならないからである。これらの層は、非常に高い真空において非常に注意深く調整されなくてはならない。セシウム-酸素化合物は、半導体材料と共にヘテロ接合を形成し、低いバンドギャップの半導体に対しては、半導体が最小の伝導帯が、光電放射を妨げるインターフェースバリヤより下に低下する。これは、約0.63電子ボルト2μmのバンドギャップを有する半導体に対して生じる。以下に説明される本発明の外部光電子放出スキームは、ヘテロ接合バリヤの制限および検出器をその動作寿命の間適度な真空の下に保つ必要性を回避する。検出の外部光電子放出方式は、非常に望ましいものである。なぜならば、~10-10秒という速さであるし、また低い雑音で高い利得105が得られるからであり、一部の例においては、単一の光子イベントの検出を可能にする。詳細には、図示されるとおりの提案された検出器は、n-層とのn-pヘテロ接合を有することができ、このn-層は、例えば燐またはアンチモンのような元素でドープされており、提案された検出器はまた、大きさが約5~10nmの埋め込まれた銀Agナノ粒子を有し、この埋め込まれた銀ナノ粒子は、埋め込み型ショットキーバリヤを形成するn-タイプのシリコンマトリックス全体にわたって分散される。Agの原子体積率は、20~30重量パーセントであることができる。これは、検出の目的で大きな信号を提供するのに十分である一方で、約50パーセントの透過閾値未満であるようなAg体積率を有することにより、暗特性darkpropertyがシリコンマトリックスによって支配されるという双方の妥協である。複合体のフィルム厚は、約3~10ミクロンであることができるが、好ましくは、3ミクロンである。p-層は、負電子親和力表面層を有するp-タイプダイアモンドフィルムであることができる。図示されるように、バイアス電圧V1、V2およびV3は、電子を右へ動かすような極性を有する。伝導体と価電子帯との不連続性、ΔEcとΔEvは、3ボルトのオーダーであるが、ダイアモンド表面放出陰極の研究のために構成されたn-pシリコン-ダイアモンドへテロ構造は、ほんの1ボルトV25の順方向バイアスターンオン電圧を有する外部光電子放出電子を生成した。これは、この検出器の正しい動作のために必要な本質的特長の重要な実験上の実証である。n-タイプ半導体に埋め込まれた金属粒子から半導体の伝導体の中に電子が逃避するバリヤ高さすなわちは、ショットキーバリヤ高さは、ショットキーバリヤは検出される最小のエネルギーに対する閾値である点で、先行技術のバンドギャップの代わりをする。これらの埋め込まれたショットキーバリヤはまた、少なくとも同じ材料から形成された平面構造よりも敏感なオーダーの大きさである。金属n-タイプ半導体複合体は、n-pヘテロ接合のn-パートナを形成する。金属-n-タイプ半導体の微細構造は、所望の波長帯において最も高い吸収率を与えるように構成される。p-パートナは、p-タイプのダイアモンドであり、その表面は、負電子親和力を有するように作製されている。すなわち、電子がダイアモンドの伝導帯に一旦到達すると、真空の中への電子放出に対するバリヤはない。シリコンの伝導帯の中の光励起電子は、順方向バイアスの下でダイアモンド伝導帯の中に注入され、次に、真空の中に光電子放出される。一旦ダイアモンド表面が、水素処理によって負電子親和力を有するようにされると、ダイアモンド表面は、空気に晒されてもこの性質を失わない。このタイプの組み合わせに対するショットキーバリヤ高さは、通常2μmに近い。しかしながら、Siが大量にドープされたn-タイプである場合、Agナノ粒子からSi伝導帯の中への電子の効果的なトンネリングが、電界の下で生じ得、2μmよりもはるかに長い波長での放射の検出を可能にする。プロダクトおよび方法が、特定の実施形態と連携して説明されたが、上記説明に照らして、多くの代替、変更、および変化が当業者には明らかであることは明白である。