1.25μm近红外场助光阴极材料InGaAsP/InP的液相外延

本文简要阐述了近红外场助光阴极的原理及对外延材料的要求。利用液相外延工艺并采用独特的掺杂技术生长出了用于近红外光电阴极的InP/InGaAsP 异质结结构。显微分析。x射线双晶衍射、电子探针、电化学C-V等测试结果表明外延层的结晶质量及电学性能符合设计的特殊要求,在此基础上制作的场助光电阴极量子效率在1.20μm处为3.5×10~(-4),其响应波长可达1.25μm。     

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。     

红外InGaAsP光电阴极研究

本文主要对阈值波长可达1.25μm的InGaAsP光电阴极进行了详细的研究。在国内首次实现了在0.5μm～1.25μm波段范围内具有光电响应的半导体光电阴极。用Cs和O₂激活后得到的光电阴极在1.06μm处的反射式光电灵敏度为3.4mA/W,量子效率为0.4%。本文还对激活表面及热清洁工艺进行了系统地分析,确定出了最佳的表面清洁温度及时间。     

三代微光像增强器制管工艺对阴极光电发射性能的影响

主要论述制管工艺对光电阴极发射性能的影响。通过分析仪器和光学检测方法对管子阴极制备的台内及台外工艺质量进行了在线追踪和监测．结果表明，影响台外工艺质量的主要因素是外延材料缺陷多、发射层表面氧化、杂质污染、掺杂浓度不均匀、掺杂浓度陡度变化小及GaAs与玻璃粘接产生的应力大；影响台内工艺质量的主要因素为阴极激活真空度低于8×10^-8Pa．真空残气H2O．CO．CO2及C分压大于10^-8Pa．阴极激活铯和氧源提纯不彻底。利用透反射光照法激活台内对组件表面测线．发现发射层表面针孔、裂纹和发雾是造成阴极发射性能低的关键因素。     

场助InP/InGaAsP半导体光电阴极量子效率的理论计算

本文对决定场助InP/InGaAsP半导体光电阴极量子效率的诸因素进行了详细分析。基于电流连续性方程和量子力学的隧道效应,对阴极吸收层中的电子传输、发射层中的电子转移以及表面电子逸出几率等过程进行了定量计算,得到了在不同场助偏压时,波长与量子效率的关系曲线。计算结果表明,在场助偏压的作用下,可将半导体阴极在0.9—1.25μm范围的量子效率提高两个数量级以上。本文的计算结果对场助半导体阴极的结构设计及工作条件的优化具有一定的帮助。     

场助InGaAsP/InP异质结半导体光电阴极的研究

本文通过对InGaAsP/InP场助异质结半导体光电阴极的材料生长、场助肖特基结的制备及阴极激活等工艺的系统研究,研制出具有较高光谱响应的半导体光电阴极,生长出优于文献报道的晶格失配率标准的材料,得到相当80年代国际水平理想因子值的场助肖特基结,用实验数据介绍提高量子效率数量级的方法和条件.研究结果表明场助异质半导体光电阴极是在红外波段很有潜力的光电发射体.     

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。     

高组份Al值的AlxGa1-x As和AlxGa1-x As/GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs多层结构的MOCVD生长

用自制常压MOCVD系统,在半绝缘GaAs衬底上生长高Al组份Al_xGa_1-xAs（其x值达0.83）,和Al_xGa_1-xAs/GaAs/Al_xGa_1-xAs/GaAs多层结构,表面镜面光亮。生长层厚度从几十到十几μm可控,测试表明外延层晶格结构完整,x值调节范围宽,非有意掺杂低,高纯GaAs外延层载流子浓度n_300K=1.7×10¹⁵cm^-3,n_77K=1.4×10¹⁵cm^-3,迁移率μ_300K=5900cmcm²/V.S,μ_77K=55500cm²/V.S。用电子探针,俄歇能谱仪测不出非有意掺杂的杂质,各层间界面清晰平直。 对GaAs,AlGaAs生长层表面缺陷,衬底偏角生长温度及其它生长条件也进行了初步探讨。     

SiC1-xGex/SiC 异质结光电二极管特性的研究

使用二维器件模拟软件Medici, 对SiC_1-xGe_x/SiC异质结的光电特性进行了模拟.设计了N型重掺杂SiC层的厚度为1 μm, P型轻掺杂SiC_1-xGe_x层厚为0.4 μm, 二者之间形成突变异质结.在反向偏压3 V、光强度为 0.23 W/cm²的条件下, p-n+ SiC_0.8Ge_0.2/SiC和p-n+ SiC_0.7Ge_0.3/SiC敏感波长λ分别可以达到0.64 μm和0.7 μm, 光电流分别为7.765×10^－7 A/μm和7.438×10^－7 A/μm; 为了进一步提高SiC_1-xGe_x/SiC 异质结的光电流, 我们把p-n+两层结构改进为p-i-n三层结构.在同样的偏压、光照条件下, p-i-n SiC_0.8Ge_0.2/SiC和p-i-n SiC_0.7Ge_0.3/SiC的光电流分别达到1.6734×10－6 A/μm和1.844×10－6 A/μm.     

场助InP／InGaAsP／InP半导体光电阴极异质结能带的计算

采用双曲型的渐变函数,同时考虑加偏压时引起的阴极表面空间电荷区的变化,对场助InP/TnGaAsP/InP半导体光电阴极异质结的能带结构进行了详细的分析和计算,得到了在不同材料参数时,异质结能带结构的分布曲线.计算结果指出了达到理想的异质结传输效率时,发射层的厚度和掺杂浓度、吸收层的掺杂浓度、异质结界面处渐变区宽度以及场助偏压应满足的条件.它有助于场助半导体光电阴极的结构设计和材料参数的选择.     

GaAs光电阴极表面电子逸出概率与波长关系的研究

GaAs光电阴极量子效率公式中用到的表面电子逸出概率,在阴极工作波段范围内通常视为与入射光子波长无关的常数。应用该结论对反射式GaAs光电阴极激活实验结果进行了拟合分析。实验采用分子束外延GaAs材料,外延发射层厚度为1.6μm、掺杂浓度为1×1019cm-3,分析结果显示理论曲线与实验曲线存在偏差,而在激活台内阴极灵敏度下降后的光谱响应曲线拟合结果偏差更大。这种偏差是由于表面电子逸出概率对入射光子波长的依赖关系造成的,并非通常认为的与波长无关。经过光谱响应曲线的拟合分析得出,反射式阴极表面电子逸出概率与入射光子波长之间近似满足指数关系,两者通过表面势垒因子相联系。高、低温激活后阴极表面势垒因子分别为3.53和1.36。     

μ原子瞬发裂变后μ－末态几率的计算

本工作对两种核电荷分布(指数型及方型)、两种试探波函数(指数型及Gauss型)用变分法计算了μ原子的1s态及2p态能级, 并与严格计算^[1]做了比较. 用"原子轨道线性组合"方法(LCAO)计算了双中心扩散核Coulomb场中μ^－的四条能级. 用"定态微扰"方法(PSS)解与时间有关的Schrödinger方程, 求得了四能级下μ^－的末态几率. 结果表明μ原子瞬发裂变后μ^－主要位于重碎片的基态(1s态), 位于轻碎片基态的几率仅有3.8—5.1%, 位于重、轻碎片2p态的几率各为0.7—0.9%和—0.1%. 这些结果与文献[2]、[3]的计算值基本一致, 与实验测量值相比, 在测量误差范围内也是符合的.     

掺半导体玻璃波导特性研究

利用离子交换技术制成了单模和多模掺CdSxSe_1-x半导体玻璃波导。通过对波导参数的测量得出这种波导的折射率剖面满足费米函数分布。同时,对这种K⁺—Na⁺离子交换技术得到的单模波导在0.5145μm波长下输入—输出功率的测量,观测到它的功率限制作用。并得到在Ar⁺激光0.5145μm波长下吸收系敲是4cm^-1。在这篇文章中,我们对波导的光功率限制起源于热效应进行了分析和讨论。     

相对论性电磁束缚系统（π±μ干）、（K±μ干）的库仑裂解与衰变

本文应用复合粒子量子场论的微扰展开式和相对论性的（π^&;#177;μ^?）、（K^&;#177;μ^?）的B.S.波函数,计算了在原子核屏蔽库仑场中高能（π^&;#177;μ^?）、（K^&;#177;μ^?）原子的裂解能谱和截面。在极端相对论近似下,对大多数原子核,它们的裂解截面分别约为10^-18cm²和10^-17cm²。利用同样的波函数,还计算了（π^&;#177;μ^?）→π⁰+v_μ（v_μ）,（K^&;#177;μ^?）→K⁰+v_μ（v_μ）,以及（π^&;#177;μ^?）→μ⁺+μ^-+v_μ（v_μ）,（K^&;#177;μ^?）→μ⁺+μ^-+v_μ（v_μ）的衰变几率。     

SI光电阴极变象管

SI(Ag-O-Cs)光电阴极是第一种实用的光电阴极,尽管它的发射机理尚未完全清楚。这种半透明光电阴极又是唯一可以用来研究持续时间短于10Ps的1.06μm钕激光脉冲的阴极。近些年来在这个波长下的应用和在制造稳定、灵敏的SI光电阴极中所遇到的困难,导致了新的研究工作,其目标是对这种光电阴极结构更加深入的了解。我们首先对巴黎天文台最近获得的一些实验结果(电原子能委员会发起的研究工作)和关于四年前制作的一些1μm波长范围光电阴极寿命的报告做一评述。在第二部分,我们试图对最近十年来在几个不同的实验室中所做的研究工作,做一些分析,这些工作包括确定SI光电阴极中一些主要成份的作用(Ag粒子,Cs氧化物)及其对光电发射的贡献,以致力于改进SI光电阴极的灵敏度和稳定性。     

干涉型光电阴极的分析

<正> 一、引言量子产额的参数是通过测量常规的光电阴极的效率。例如S-1光阴极,波长大于1μm时量子产额小于0.1%,通过光检测过程的分析可能是光电子在吸收层产生的能力达到最佳。如果用成象特性和高量子产额来表征光探测器的性能,那么可以应用干涉型的光电阴极。本文分析了反射-半透明光电阴极的几何的和光学的结构,以及固态参数对窄带光检测的影响。通过实验证明,光学干涉对光阴极层的吸收和灵敏度是有关的。本文假设电介质的光电发射体在弱的入射光下具有一个高的电阻率,上面这种情况适合于重掺氧S-1光阴极和     

透射式指数掺杂GaAs光电阴极最佳厚度研究

通过研究指数掺杂GaAs光电阴极中光电子扩散漂移长度与均匀掺杂GaAs光电阴极中光电子扩散长度的差异,确定透射式指数掺杂GaAs光电阴极的最佳厚度范围为16—22 μm.利用量子效率公式对透射式指数掺杂GaAs光电阴极最佳厚度进行了仿真分析,发现厚度为20 μm时阴极积分灵敏度最大.外延生长阴极厚度分别为16和20 μm的两种透射式指数掺杂GaAs样品并进行了激活实验,测得样品的积分灵敏度分别为1228和1547 μA/lm,两者的比值为796%. 实验结果与仿真结果符合. 关键词： GaAs光电阴极 透射式 指数掺杂 厚度     

砷化镓光电阴极光谱响应与吸收率关系分析

为了研究砷化镓(GaAs)光电阴极光谱响应与吸收率曲线间的关系,采用分子束外延法(MBE)和金属有机化合物化学气相沉积法(MOCVD)制备了两类GaAs光电阴极,并测试得到了样品吸收率和光谱响应实验曲线.对每个样品的这两条曲线在同一坐标系中做最大值归一化处理,将归一的光谱响应曲线与归一的吸收率曲线做除法,得到了类似光电阴极表面势垒的形状.结果表明,两种方法制备的光电阴极光谱响应曲线相比吸收率曲线都发生了红移,MBE样品偏移量稍大于MOCVD样品.短波吸收率不截止,光谱响应截止于500 nm左右;可见光波段上,光谱响应曲线的峰值位置相比吸收率曲线红移了几百meV;近红外区域,光谱响应曲线的截止位置相比吸收率曲线红移了几个meV.MOCVD样品中杂质对带隙的影响更小,光谱响应相比吸收率发生的能量偏移更小.这些结论对提高GaAs光电阴极光电发射性能有指导意义.     

透射式蓝延伸GaAs光电阴极光学结构对比

用金属有机物化学气相沉积法外延制备了一个透射式蓝延伸GaAs光电阴极,积分灵敏度达到1980 μA/lm,同时与美国ITT公司的一条蓝延伸阴极光谱响应曲线对比,分别对两者进行了光学结构拟合. 结果表明,国内阴极在Ga_1-xAl_xAs层厚度、Al组分、电子扩散长度和后界面复合速率上与国外 存在差距,这导致国内阴极的蓝延伸性能不及国外.国内蓝延伸阴极的表面电子逸出几率、发射层厚度与 国外阴极拟合结果一致,这使得两者长波响应性能差别远小于短波部分的差别.另外响应波段全谱的吸收率 小于国外阴极,导致国内透射式蓝延伸GaAs光电阴极光谱响应、积分灵敏度尚不及国外.     

不等质量(1/2—1/2)或(1/2-1/2)电磁束缚系统的近似B.S.波函数

本文求解了不等质量(1/2—1/2)电磁束缚系统的Bethe-Salpeter方程. 给出了这类系统的近似B.S.波函数. 利用复合粒子量子场论的微扰展开, 在精确到O(α)的量级下, 计算了Ξ⁰→(Σ⁺μ^－)+ν_μ的衰变率和分支比, 结果是wΞ⁰→(Σ⁺μ^－)+ν_μ=1.12(1/秒)R=[wΞ⁰→(Σ⁺μ^－)+ν_μ]/[wΞ⁰→(Σ⁺μ^－)+ν_μ]≥4.7×10^－7. 类似地, 还讨论了Λ→(pμ^－)+ν_μ过程.