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(shè)備能在很短的時(shí)間和低照度環(huán)境下完成光-電轉(zhuǎn)換，放大和成像等過(guò)程，所以該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，也是21世紀(jì)光電材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
　　本文涉及的第三代微光像增強(qiáng)器以負(fù)電子親和勢(shì)砷化鎵(GaAs)為核心，大大擴(kuò)展了視距和長(zhǎng)波閾值，顯著增強(qiáng)了微光夜視的功能。
　　國(guó)內(nèi)微光夜視技術(shù)工作者已經(jīng)構(gòu)建了比較完善的GaAs光陰極研制體系，但是性能與國(guó)際領(lǐng)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(zhì)氣體污染，導(dǎo)

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(wèn)題進(jìn)行相對(duì)全面研究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　一、介紹光陰極工作原理和GaAs光陰極制備過(guò)程。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外研究，提出研究?jī)?nèi)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(gòu)建多種GaAs光陰極團(tuán)簇模型和銫氧激活層團(tuán)簇模型。對(duì)密度泛函理論進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹，結(jié)合構(gòu)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(jì)算提供理論基礎(chǔ)。

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

4、OH在Ga-Rich GaAs(001)-(4×2)表面上首先會(huì)形成兩種化學(xué)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(guò)比較各個(gè)吸附解離路徑，發(fā)現(xiàn)解離后的H原子相對(duì)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(huì)形成一種化學(xué)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(jié)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(duì)全文的工作進(jìn)行總結(jié)，