nea+gan光电阴极量子效率的研究

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1、硕仁论文摘要GaN常温下禁带宽度为3．4eV，光谱响应的阈值波长为365am，不吸收可见光，制成的紫外探测器可以做到可见光盲，不需要滤光系统。这样可以大大提高量子效率，满足紫外探测的需求。由GaN材料构成的负电子亲和势(NEA)光电阴极可以达到很高的量子效率，同时耐高温、耐腐蚀、抗辐射性能也更好，因而是研制真窄紫外探测器的最理想材料之一。本文围绕GaN光电阴极的制备工艺、梯度掺杂阴极样品的量子效率、阴极光电发射量子效率的衰减与恢复及阴极在透射模式下的发射量子效率等方面斤展研究。利用紫外光电阴极在线激活与测试系统和X射线光电子光谱

2、仪(XPS)研究了GaN光电阴极的制备工艺，给出了具体的化学清洗工艺和加热净化过程。利用XPS分别分析了化学清洗和加热处理后的GaN(0001)表面的化学成分，并研究了GaN阴极Cs，O激活步骤及方法。为了获得更好的量子效率，设计了一种梯度掺杂结构的GaN光电阴极样品，利用紫外光谱响应测试仪器对三种样品(其他两种均匀掺杂样品作为参照)一起进行了净化及激活，测得三者的量子效率，实验结构证明变掺杂结构町以有效的提高GaN光电阴极的量子效率，在230nm处取得的峰值日丁达60％。测试了均匀掺杂及梯度掺杂两种样品在真空系统中300nm处

3、量子效率的衰减，并从双偶极层模型角度分析了量子效率衰减的原因，运用补Cs激活，可以使GaN光电阴极的量子效率得到恢复甚至达到比第一次激活更高的值，说明真宅系统中GaN光电阴极量子效率的衰减是由于阴极表面Cs的吸附黾减少造成。测试了激活后的透射式均匀掺杂光电阴极和反射式梯度掺杂阴极在透射模式下的光电发射量子效率。结果表明，发射层的厚度及样品的导电性将影响GaN透射式工作模式下的量子效率。通过推导透射式光电阴极的量子效率公式，讨论了材料的特性对GaN光电阴极量子效率的影响。关键词：GaN光电阴极制备工艺量子效率激活光谱响应稳定性透射

4、式硕￡论文NEAGaN光电阴极的量子效率研究AbstractIIlUvspectroscopyandlow-light-levelUV-imagingapplications，therearestrongdemandsforimproveddetectorswhichhavehigherquantumefficiency，lowdarkcurrent，sharperwavelengthcut-offresponse，andstableandrobustcharacteristics．GaNisoneofthepromisingc

5、andidatematerialstomeetthesedemands．Inthisthesis，theresearchesweremadeonsuchaspectsasdeputationmethod，activationtechnique，testofspectralresponseandstabilityperformanceforNEAGaNphotocathode．1．ThedepurationmethodforGab／photocathodeWasstudiedbyusingNEAphotocathodeactiva

6、tionsystemandXPSsurfaceanalysissystem．Thechemicalcleaningandtheheatingdepurationmethodsweregivenindetail．Aftertheeffectivechemicalcleaningandtheheatingof710"Cabout20minutesintheultrahighvacuumsystem，theoxidesandcarboncontaminationsonGaN(OOO1)surfaceCanbeeffectivelyre

7、moved．AndtheidealatomcleansurfaceCanbeobtained．Themanyactivationexperimentsresultsshow：theobviousNEApropertyCanbeachievedforGaNphotocathodemainlybyactivating、析tllCs．TheincreaseextentofphotocurrentisnotlargeafterintroducingOduringCs／OactivationprocessforGaNphotocathod

8、e．2．ThephotocurrentcurvesduringeitherCsorCs／Oactivationprocessfor3reflection-modeGaNphotocathodesamplesofdifferentdopingconcentrati