透射式GaAs光电阴极AlGaAs窗层和GaAs光电发射层界面应变状况的X射线衍射研究

本文介绍了应变和弛豫的概念以及倒易点在倒易空间的分布,阐明了GaAs光电阴极AlGaAs窗层和GaAs光电发射层界面应变状况的X射线衍射的分析方法,最后给出了实例.     

发射层厚度对透射式GaAs光电阴极表面光电压谱的影响

通过求解一维稳态少子扩散方程,推导了含有后界面复合速率和发射层厚度的透射式GaAs光电阴极表面光电压谱理论方程.通过对发射层厚度分别为1.6 μm和2.0 μm,掺杂浓度为1×1019 cm－3的GaAs透射式阴极样品测试,理论曲线和实验曲线基本一致.通过引入表面光电压谱积分灵敏度公式,仿真探讨了表面光电压谱在一定体材料参量条件下,积分灵敏度受发射层厚度的影响|发现在体材料参量一定条件下,透射式GaAs光电阴极具有最佳厚度,同时最佳厚度受后界面复合速率的影响更大,同时GaAlAs窗口层也能很好降低发射层后界面复合速率.     

发射层厚度对反射式GaAs光电阴极性能的影响

通过求解扩散方程,推导了含有后界面复合速率的反射式GaAs光电阴极量子效率公式,并利用MBE在GaAs (100)衬底上外延生长了发射层厚度分别为1.6 μm、2.0 μm和2.6 μm,掺杂浓度为1×1019cm－3的三个反射式GaAs阴极样品,进行了激活实验.实验结果显示:随着发射层厚度的增加,阴极的长波量子效率和灵敏度都有所提高,而这种提高与阴极电子扩散长度的增长有关.同时,理论仿真研究发现,当后界面复合速率小于或等于105cm/s时,阴极发射层有一个最佳厚度,此时阴极灵敏度最高.后界面复合速率对阴极灵敏度在发射层厚度较小时影响较大,而随着厚度的增大阴极灵敏度最终趋于稳定.     

高性能透射式GaAs光电阴极量子效率拟合与结构研究

为了探索高性能透射式GaAs光电阴极的特征结构,对光电阴极量子效率公式进行了光谱反射率与短波截止限的修正,并利用修正后的公式对ITT透射式GaAs光电阴极量子效率(≈43%)曲线进行了拟合,得到拟合相对误差小于5%时的结构参数为:窗口层Ga_1-xAl_xAs的厚度介于0.3-0.5 μm,Al组分x值为0.7,发射层GaAs的厚度介于1.1-1.4 μm.另外,根据拟合结果讨论了均匀掺杂透射式GaAs光电阴极的优化结构参数,如果光电阴极具有0.4 μm厚的Ga_1-xAl_xAs(x=0.7)窗口层和1.1-1.5 μm厚的GaAs发射层,则积分灵敏度可以达到2350 μA/lm以上. 关键词： 透射式GaAs光电阴极 量子效率 积分灵敏度 光学性能     

指数掺杂反射式GaAlAs和GaAs光电阴极比较研究

采用指数掺杂技术, 通过金属有机化学气相沉积法外延生长了反射式GaAlAs和GaAs光电阴极, GaAlAs发射层的Al组分设计为0.63. 在超高真空系统中分别对两种阴极进行激活实验, 得到激活后的光谱响应曲线. 利用指数掺杂反射式光电阴极量子效率公式对实验曲线进行拟合并分析了电子漂移扩散长度、后界面复合速率、表面电子逸出几率等性能参数对光电发射性能的影响. 结果表明, 与GaAs光电阴极相比, GaAlAs光电阴极的Al组分虽然在一定程度上不利于光电发射, 但是解决了GaAs光电阴极由于响应波段宽而不能很好地用于窄波段可见光探测领域的问题, 制备出只对蓝绿光响应的反射式GaAlAs光电阴极.     

微光像增强器光阴极灵敏度理论极限问题研究

光阴极灵敏度(量子效率)是微光像增强器最重要和最基本的性能参数之一,它决定着微光成像系统在低照度下的视距和图像清晰度。根据半导体光电发射物理模型及普朗克黑体辐射理论,简介了光电发射5个环节（光子不完全吸收、GaAlAs/GaAs后界面、GaAs光阴极激活层体特性缺陷、GaAs光阴极表面位垒和GaAs光阴极-MCP之间近贴电场电子隧道效应）对光阴极量子效率的影响,给出了相关数学表达式。在假定5个环节子量子效率均为100%的前提下,估算出蓝延伸GaAs光阴极在（0.41～0.93）μm波段内的极限积分灵敏度,其值为6569μA/lm。文末,对此结果的意义给予评价。     

透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层内应力的种类及其表征与测量

本文介绍了透射式GaAs光电阴极AlGaAs窗层和GaAs光电发射外延层内应力的种类及其表征方法和测量方法,另外还给出了相应的实例.     

发射层厚度对透射式GaAs光电阴极表面光电压谱的影响

通过求解一维稳态少子扩散方程,推导了含有后界面复合速率和发射层厚度的透射式GaAs光电阴极表面光电压谱理论方程.通过对发射层厚度分别为1.6 μm和2.0 μm,掺杂浓度为1×1019 cm-3的GaAs透射式阴极样品测试,理论曲线和实验曲线基本一致,通过引入表面光电压谱积分灵敏度公式,仿真探讨了表面光电压谱在一定体材...     

Co/S钝化GaAs(100)界面形成的SRPES研究

利用同步辐射光电发射谱研究了Co与CH\-3CSNH\-2处理的S钝化GaAs(100)的界面形成.发现 其界面反应较弱,Co覆盖层达到0.8nm时,形成稳定的界面.GaAs表面上和S原子形成桥 键的Ga原子与Co发生交换反应并扩散到覆盖层中,形成Co—S键.Co覆盖层表面无偏析As的出现,与Co/GaAs(100)界面不同,这表明GaAs表面的S钝化可有效地阻止As原子向覆盖层的扩散. 关键词：     

NEA光电阴极的(Cs,O)激活工艺研究

在自行研制的负电子亲和势光电阴极性能评估实验系统上,首次利用动态光谱响应技术和变角X射线光电子能谱(XPS)表面分析技术研究了GaAs光电阴极的(Cs,O)激活工艺.获得了首次导Cs、(Cs,O)导入以及(Cs,O)循环的优化激活条件.XPS分析给出GaAs(Cs,O)的最佳激活层厚度为0.82 nm,首次导Cs达到峰值光电发射时的Cs覆盖率为0.71个单层.在优化激活条件下,可以在国产反射式GaAs上获得1025 μA/lm的积分灵敏度.     

负电子亲和势GaAs光电阴极中的三光子激发和发射的理论研究

将三阶微扰理论应用于单晶GaAs半导体,结合与实际相接近的能带结构,得到了GaAs中三光子吸收系数的解析式表达式,在考虑了激发电子的逃逸过程的情况下,进而推导了负电子亲和势GaAs光电阴极中三光子光电发射的发射系数的解析表达式.两表达式得到的理论数值分别与用ns量级脉宽、2.06μm波长的激光测得的GaAs中三光子吸收系数和GaAs(Cs,O)光电阴极中三光子发射系数的实验值相比较,吻合较好.     

利用梯度掺杂获得高量子效率的GaAs光电阴极

获得高量子效率且稳定性良好的阴极一直是近年来发展GaAs光电阴极的重要方向。对晶面为(100),掺杂Be,厚度为1μm分子束外延生长的反射式GaAs发射层,设计了一种从体内到表面掺杂浓度由高到低分布的新型梯度掺杂结构。掺杂浓度的范围从1×1019cm-3到1×1018cm-3,并利用(Cs,O)激活技术制备了GaAs光电阴极。光谱响应测试曲线显示,与传统均匀掺杂的GaAs光电阴极相比,梯度掺杂的GaAs光电阴极的量子效率在整个波段都有提高,积分灵敏度可达1580μA/lm,且具有更好的稳定性。讨论了这种新型GaAs光电阴极获得更高量子效率的内在机理。该设计结构是现实可行的,且具有很大发展潜力,它为国内发展高性能GaAs光电阴极提供了一条重要途径。     

GaAs-玻璃粘接阴极组件热辐射放气成份质谱分析

为解决负电子亲合势GaAs光电阴极电子发射灵敏度低的问题,运用质谱计对GaAs-玻璃粘接阴极组件在高温热辐射除气时的放气成份进行了分析, 获得了GaAs电子发射层原子级表面。结果表明：组件150℃为表面放气,450℃为材料体内放气,580℃为洁净表面获得温度,大于650℃ 时GaAs发射层面有As蒸发。这说明严格控制发射层表面洁净温度,是保证制备高性能阴极灵敏度的关键。     

均匀掺杂GaAs材料光电子的输运性能研究

通过建立原子结构的理论模型和电离杂质散射理论公式,研究了光电子在透射式均匀掺杂GaAs光电阴极体内的输运过程,分析了光电阴极的掺杂浓度、发射层厚度、电子扩散长度等相关因素对阴极出射面的弥散圆斑以及到达阴极出射面的光电子数与激发光电子总数之比的影响.计算结果表明,当透射式均匀掺杂GaAs光电阴极发射层厚度为2 μm、电子扩散长度为3.6 μm、掺杂浓度为1×10¹⁹ cm^-3时,其极限线分辨率为769 mm^-1.此GaAs材料光电子的输运性能 关键词： GaAs 光电阴极 光电子输运 弥散圆斑 分辨率     

对三代微光管光谱响应的测试分析

利用自行研制的光谱响应测试仪对国产三代微光管进行了光谱响应测试,给出了三代微光管的光谱响应特性,利用曲线拟合方法估算了GaAs光电阴极材料的性能参数。结果显示该三代微光管的积分灵敏度约800μA/lm左右,所选GaAs材料的电子扩散长度为2.0μm,与1.6μm的阴极厚度相当,电子表面逸出几率为0.38,后界面复合速率为106cm/s。发现GaAs材料的扩散长度偏低,以及阴极的后界面复合速率太大是限制三代微光管光电发射性能进一步提高的重要原因。     

晶片融合产生长波低阈值垂直腔激光器

日本NTT光电实验室的研究人员演示了一种以双InGaAs/InP-GaAs/AlAs分布式布喇格反射器为基础的1.55μm输出垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。靠晶片融合进行的设计,其不匹配位错密度低于InP/GaAs界面上的异质外延生长。这种直径为25μm的器件在23℃时的阈值电流为8.8mA,阈值?..     

透射式GaAs光电阴极材料的MOCVD生长

用常压MOCVD装置,制备了透射式GaAs光电阴极材料。发射层P-型GaAs掺杂浓度到10¹⁸-10¹⁹cm^-3,少子扩散长度到4.02μm。AlGaAs层的Al组分含量到0.83,其吸收光谱长波限与设计值基本符合。利用此材料进行了阴极激活实验,制成了透射式GaAs光阴极。     

Co/GaAs(100)界面形成以及Co超薄膜磁性质的研究

利用同步辐射光电发射和铁磁共振(FMR)研究了Co/GaAs(100)界面形成以及Co超薄膜的磁性质.结果表明,在低覆盖度(约为0.2nm)下,Co吸附原子与衬底发生强烈的界面反应,在覆盖度为0.9nm时,形成稳定的界面.从衬底扩散出的Ga原子与Co覆盖层合金化,而部分As原子与Co原子发生反应,形成稳定的键合,这些反应产物都停留在界面处很窄的区域(0.3—0.4nm)内.另一部分As原子偏析在Co覆盖层表面.结合理论模型,详细地讨论了界面结构及Ga，As原子的深度分布.FMR结果表明,生长的Co超薄膜具 关键词：     

K/GaAs(100)表面的氮化

K吸附层的存在能促进GaAs(100)表面在室温下的氮化.光电发射测量为此提供了证据.在将K/GaAs(100)暴露于纯氮以后，价带和芯能级谱均会出现显著变化：功函数有一定程度回升，价带谱中显露N2p峰，Ga2p和As2p芯能级谱中产生化学位移分量.就所研究的三种不同的K覆盖度(1/4，1/2和1ML)而言，1ML的那种显示了最强的促进作用. 关键词：     

GaAs薄膜电池光电转换特性研究

微纳减反层结构及微纳金属等离激元结构能有效提高砷化镓(GaAs)薄膜光伏器件在可见到近红外波段的吸收效率。本文采用有限元法(FEM)分析了微纳减反层对GaAs光伏器件的光谱吸收率的影响,并获得相应结构的光电转换特性。进一步探究了在器件内部布置金纳米线对相应结构的光电特性的影响。对应的计算结果显示,微纳减反层结构及金属纳米线结构能有效增强器件的电学输出特性,并提高器件光电转换能力到19.6%。掌握微结构对光伏器件内部光电特性的影响规律可为器件设计和制备提供有益指导。