GaAs光电阴极激活后的表面势垒评估研究

根据阴极制备过程中单独Cs激活和Cs-O交替激活两个阶段产生的光电流的峰值比,结合对电子穿过表面单势垒和双势垒后能量分布的理论曲线,提出了一种评估NEA GaAs光阴极表面势垒参数的新方法.利用该方法研究的结果完全符合双偶极层模型理论,并且和对实测阴极电子能量分布曲线拟合的结果非常一致.该方法简单、有效,在不增加测试手段的前提下,丰富了对NEA GaAs光电阴极激活效果及表面特征评价的方法和途径. 关键词： GaAs 光电阴极 表面势垒 能量分布     

高温Cs激活GaAs光电阴极表面机理研究

研究了高温Cs激活过程中,GaAs光电阴极表面势垒的变化机理。在考虑GaAs材料体内负电性p型掺杂杂质与材料表面正电性Cs+所形成的偶极子对表面势垒的作用后,通过求解均匀掺杂阴极中电子所遵循的一维连续性方程,得到了反射式均匀掺杂阴极的量子效率公式,通过求解薛定谔方程得到了到达阴极表面的光电子的逸出概率公式,利用公式对GaAs光电阴极的Cs激活过程进行了分析。分析发现,激活过程中GaAs光电阴极的量子效率和光电子的逸出概率正比于偶极子层的电场强度。     

NEA GaAs光电阴极激活工艺研究

本文报道了 GaAs 反射式光电阴极的激活工艺过程和结果.通过实验确定了 GaAs表面的热清洁温度,利用钼丝热辐射加热方法达到了比较理想的清洁效果,采用铯分子源和高纯氧作氧源获得了高于1000μA/1m 的激活积分灵敏度.     

透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层倒易点二维图分析

本文介绍了摇摆曲线和倒易点二维图在评价晶格完整性时的特点,分析了透射式GaAs光电阴极样品AlGaAs/GaAs外延层的倒易点二维图,获得了晶面弯曲以及AlGaAs外延层中Al组份变化等方面的信息,为优化外延工艺提供了可靠的保证.     

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.     

负电子亲合势GaAs光电阴极稳定性的研究

本文采用在超高真空系统中引入少量Ar气及在激活到最高灵敏度时维持一定Cs蒸气压的方法,改进了激活系统的环境气氛,使阴极在台内的寿命得到极大地延长,为封管提供了足够的时间.文中还探讨了影响阴极稳定性的重要因素,并指出了在现有的条件下进一步提高阴极稳定性的途径.     

透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层X射线衍射摇摆曲线研究

利用透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层的结构特点及其X射线衍射摇摆曲线分析方法,解释了AlGaAs/GaAs外延层摇摆曲线半峰宽和其衍射角角位移随外延层生长温度升高而增大的现象.     

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.     

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.     

透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层MOCVD过程中应变结构形成的研究

本文介绍了AlGaAs/GaAs外延层生长的应变状况的生长温度控制模型,并根据AlGaAs/GaAs外延层X射线衍射摇摆曲线的分析从实验上验证了AlGaAs/GaAs外延生长的应变状况的生长温度控制模型.     

GaAs光电阴极在不同强度光照下的稳定性

利用多信息量测试系统分别测试了反射式GaAs光电阴极激活后在0(无光照)，33和100lx白光照射情况下阴极的光电流衰减变化曲线，计算得到其寿命分别为320，160和75min，阴极稳定性随光照强度的增加而降低，测试了只有光照(100lx)而无光电流流过阴极时阴极的寿命为100min. 通过比较发现光照比光电流对阴极稳定性的影响更大. 还测试了阴极在33lx光照下量子效率曲线随时间的衰减，发现阴极低能光子的量子效率下降速度更快，导致量子效率曲线形状不断发生变化. 基于修正后的反射式阴极量子效率公式对这种变化进行了理论分析，发现与光电子的谷间散射和阴极衰减过程中表面势垒形状的变化有关.     

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。     

透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层X射线衍射摇摆曲线半峰宽研究

本文研究了晶体X射线摇摆曲线半峰宽同其晶格完整性之间的关系,外延层之间X射线衍射的非相干叠加以及热应力引起的晶格应变和晶面弯曲对摇摆曲线半峰宽宽窄的影响.     

GaAs光电阴极激活时Cs的吸附效率研究

从NEA GaAs光电阴极的激活光电流曲线发现,当系统真空度不很高时,在首次Cs激活阶段,表面掺杂浓度较低的阴极材料,其光电流产生需要的时间也较长.同时,随着系统真空度的提高,这种时间上的差异又变得不再明显.该现象表明,Cs原子在阴极表面的吸附效率同表面层掺杂浓度以及系统真空度之间有直接的联系.为定量分析这种关系,本文根据实验数据建立了Cs在阴极表面吸附效率的数学模型,利用该模型仿真的结果同实验现象非常符合.该研究对进一步开展变掺杂阴极结构设计和制备工艺研究具有重要的价值和意义. 关键词： GaAs光电阴极 吸附效率 真空度 表面掺杂浓度     

透射式GaAs光电阴极组件在真空烘烤后表面氧化的XPS分析

介绍了GaAs光电阴极在高温烘烤后不同深度上Ga原子和As原子氧化的XPS分析结果,并对GaAs中的Ga原子比As原子更容易氧化以及GaAs光电阴极在经过高温烘烤后,其激活所能达到的阴极灵敏度偏低的现象进行了分析.     

GaAs光电阴极制备工艺的俄歇分析

我们在一台制作第三代象增强器的超高真空系统中安装了俄歇(Auger)能谱仪,以其对GaAs光电阴极的制备过程进行在线监测分析,其中包括选择性腐蚀过程的俄歇观测,阴极激活前清洁措施的效果评价和Cs-O激活过程中As/Ga俄歇信号比对光电灵敏度的影响,Cs源纯度的分析及对光电发射的影响。根据分析结果,激活出了1000μA/lm的反射式光电阴极和500μA/lm的透射式光电阴极。     

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.     

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。     

一种提高透射式GaAs光电阴极响应速度的方案

本文提出了一种可提高透射式GaAs光电阴极响应速度的阴极结构方案,并对这种结构的透射式GaAs光电阴极在电场作用下的响应时间进行了理论计算。计算结果表明,这种结构可便透射式GaAs光电阴极的响应时间由1ns左右减少到几个或几十个ps。     

北京同步辐射光源的微区X射线荧光分析

介绍了同步辐射微区荧光分析的特点，北京正负电子对撞机国家实验室同步辐射荧光实验站的仪器设备及开展的研究工作。