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.     

多碱光电阴极的红外延伸

本文对延长多碱光电阴极长波阈的问题进行了探讨;对多碱光电阴极P型Na₂KSb+本征K₂Cssb+本征Cs₃Sb的结构模型进行了印证;提出了工艺上应采取的措施。实验上获得了450μA/Lm的积分灵敏度;长波阈(峰值灵敏度的百分之一所对应的波长)为9400Å,当入射光波长为9900Å时仍有0.05mA/W的光电响应。     

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。     

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光电阴极抗光反射膜的研究

本文计算了在透射式GaAs光电阴极的窗玻璃和GaAlAs缓冲层之间引入Si₃N₄或SiO₂膜使光电阴极的入射光反射率所产生的变化,并测量了Si₃N₄膜、SiO₂膜和SiO₂/Si₃N₄复合膜对阴极反射率的影响。理论计算和测量表明,Si₃N₄膜和SiO₂/Si₃N₄复合膜可有效地降低光电阴极对入射光的反射率。当Si₃N₄膜的厚度约为100nm时,可使光电阴极的反射率降低近60%。本文结果为科学地选择透射式GaAs光电阴极所需的的抗光反射膜提供了依据。     

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。     

GaAs光电阴极热清洗工艺研究

GaAs光电阴极在进行Cs-O激活前．激活层表面必须达到原子级洁净。最常用且最有效的洁净方法是高温热清洗法。然而．在热清洗过程中对处在真空系统中的光电阴极表面温度进行精确测量却是非常困难的。本文采用四极质谱仪对GaAs光电阴极激活前的热清洗过程进行分析．确定了最佳的热清洗温度及热清洗工艺，较好地解决了GaAs光电阴极激活前的热清洗工艺问题。     

Super S25与New S25光电阴极的光谱响应特性的数值模拟

根据多碱光电阴极的光谱响应理论表达式,对荷兰DEP公司和日本Hamamatsu公司美国分公司开发的两种Super S₂₅阴极的光谱响应曲线进行了理论模拟,得到了这些阴极的有关特性参量,并通过对模拟结果的分析以及与美国夜视实验室研制的New S₂₅光电阴极特性的比较,揭示了两种Super S₂₅光电阴极内在机理和可能采用的工艺处理方法,对多碱光电阴极的理论研究和实际操作具有指导意义.     

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。     

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。     

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.     

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。     

GaN 光电阴极的研究及其发展

GaN 光电阴极的理论研究主要集中在量子产额、电子能量分布和表面模型三个方面.国内对 GaN 光电阴极的研究尚处于起步阶段,存在基础理论不太明确、关键制备工艺欠成熟的问题.重点探讨了 GaN 光电阴极在发射机理、材料生长、表面净化、激活工艺的优化、变掺杂结构设计和稳定性等方面的研究动向、存在的相关问题及应采取的措施.根据实验结果提出了制备GaN光电阴极的可行性工艺流程. 关键词： GaN 光电阴极 发展     

In-situ multi-information measurement system for preparing gallium nitride photocathode

We introduce the first domestic in-situ multi-information measurement system for a gallium nitride (GaN) photo- cathode. This system can successfully fulfill heat cleaning and activation for GaN in an ultrahigh vacuum environment and produce a GaN photocathode with a negative electron affinity (NEA) status. Information including the heat clean- ing temperature, vacuum degree, photocurrent, electric current of cesium source, oxygen source, and the most important information about the spectral response, or equivalently, the quantum efficiency (QE) can be obtained during prepa- ration. The preparation of a GaN photocathode with this system indicates that the optimal heating temperature in a vacuum is about 700 C. We also develop a method of quickly evaluating the atomically clean surface with the vacuum degree versus wavelength curve to prevent possible secondary contamination when the atomic level cleaning surface is tested with X-ray photoelectron spectroscopy. The photocurrent shows a quick enhancement when the current ratio between the cesium source and oxygen source is 1.025. The spectral response of the GaN photocathode is flat in a wavelength range from 240 nm to 365 nm, and an abrupt decline is observed at 365 nm, which demonstrates that with the in-situ multi-information measurement system the NEA GaN photocathode can be successfully prepared.     

负电子亲和势GaN光电阴极的研究进展

GaN材料由于其优良的性能,成为紫外探测和真空电子源领域极具发展潜力的材料之一;目前制备的反射式GaN光电阴极的量子效率已达到70%以上,透射式也达到了30%.本文对GaN光电阴极的结构设计、表面清洗和Cs/O激活三大方面进行了综述,分析了影响量子效率的关键因素,并对今后可能的发展方向进行了展望. 关键词： GaN光电阴极 负电子亲和势 量子效率 进展