NEA GaN光電陰極的量子效率研究.pdf

1、GaN常溫下禁帶寬度為3.4eV，光譜響應的閾值波長為365nm，不吸收可見光，制成的紫外探測器可以做到可見光盲，不需要濾光系統(tǒng)。這樣可以大大提高量子效率，滿足紫外探測的需求。由GaN材料構成的負電子親和勢(NEA)光電陰極可以達到很高的量子效率，同時耐高溫、耐腐蝕、抗輻射性能也更好，因而是研制真空紫外探測器的最理想材料之一。本文圍繞GaN光電陰極的制備工藝、梯度摻雜陰極樣品的量子效率、陰極光電發(fā)射量子效率的衰減與恢復及陰極在透射模式下

2、的發(fā)射量子效率等方面開展研究。
　　 利用紫外光電陰極在線激活與測試系統(tǒng)和X射線光電子光譜儀(XPS)研究了GaN光電陰極的制備工藝，給出了具體的化學清洗工藝和加熱凈化過程。利用XPS分別分析了化學清洗和加熱處理后的GaN(0001)表面的化學成分，并研究了GaN陰極Cs，O激活步驟及方法。
　　 為了獲得更好的量子效率，設計了一種梯度摻雜結構的GaN光電陰極樣品，利用紫外光譜響應測試儀器對三種樣品(其他兩種均勻摻雜樣品

3、作為參照)一起進行了凈化及激活，測得三者的量子效率，實驗結構證明變摻雜結構可以有效的提高GaN光電陰極的量子效率，在230nm處取得的峰值可達60％。
　　 測試了均勻摻雜及梯度摻雜兩種樣品在真空系統(tǒng)中300nm處量子效率的衰減，并從雙偶極層模型角度分析了量子效率衰減的原因，運用補Cs激活，可以使GaN光電陰極的量子效率得到恢復甚至達到比第一次激活更高的值，說明真空系統(tǒng)中GaN光電陰極量子效率的衰減是由于陰極表面Cs的吸附量減少