基于第一性原理的GaAs光陰極穩(wěn)定性研究.pdf

1、微光夜視設備能在很短的時間和低照度環(huán)境下完成光-電轉換，放大和成像等過程，所以該技術被廣泛應用于多個領域，也是21世紀光電材料研究領域的熱點。
　　本文涉及的第三代微光像增強器以負電子親和勢砷化鎵(GaAs)為核心，大大擴展了視距和長波閾值，顯著增強了微光夜視的功能。
　　國內微光夜視技術工作者已經(jīng)構建了比較完善的GaAs光陰極研制體系，但是性能與國際領先水平還略有差距。在使用壽命方面，GaAs陰極表面容易被雜質氣體污染，導

2、致陰極性能急劇降低甚至失效。本課題圍繞GaAs穩(wěn)定性問題進行相對全面研究，主要研究內容如下:
　　一、介紹光陰極工作原理和GaAs光陰極制備過程。通過對比國內外研究，提出研究內容和方向，闡述研究目的和意義。
　　二、首先研究GaAs光陰表面模型，構建多種GaAs光陰極團簇模型和銫氧激活層團簇模型。對密度泛函理論進行較為詳細的介紹，結合構建模型選擇合適的密度泛函方法和基函數(shù)，為GaAs光陰極的第一性原理計算提供理論基礎。

3、>　　三、重點介紹計算方法和計算軟件，我們最終選擇Orca程序包作為本課題的計算軟件。并在理論層面上介紹計算優(yōu)化的目的和方法。
　　四、采用簡單團簇模型結合密度泛函理論研究各種雜質氣體在Cs11O3團簇模型上的相互作用。計算結果表明，H2O具有非常高的結合能，在GaAs光陰極的生產和使用中應當盡量避免水蒸氣的存在。我們還使用密度泛函理論計算了CH3OH與H2O分子在Ga-RichGaAs表面上的吸附與解離過程。計算結果表明，CH3

4、OH在Ga-Rich GaAs(001)-(4×2)表面上首先會形成兩種化學吸附狀態(tài)，然后CH3OH經(jīng)解離生成CH3O自由基和H原子吸附在表面不同位置上。通過比較各個吸附解離路徑，發(fā)現(xiàn)解離后的H原子相對更容易吸附在位于表面第二層緊鄰的As原子上。H2O分子同樣在GaAs表面上會形成一種化學吸附狀態(tài)，其生成的H原子和自由基的吸附位置與CH3OH的結果類似，均是H原子更容易吸附在第二層鄰緊的As原子上。
　　五、對全文的工作進行總結，