NEA GaN光电阴极光电发射特性研究

摘要

负电子亲和势GaN光电阴极由于其量子效率高、暗电流小、发射电子能量分布集中和稳定性好等诸多优点，在紫外探测和真空电子源等领域有着广泛的用途，受到了各国科研人员的广泛重视。为了提高GaN光电阴极的光电发射性能，有必要弄清其光电发射机理，提高其量子效率方面做出相关研究。
　　 本文围绕GaN光电阴极的光电发射理论、梯度掺杂理论与实验和不同结构阴极的光电发射性能比较与分析等方面开展了相关的研究。首先介绍了GaN光电阴极的国内外发展状况，明确了需要探索和研究的内容;其次，详细分析了GaN光电阴极的光电发射过程，对影响量子效率的重要因素进行了详细的讨论。研究了GaN(0001)面的Cs、O吸附机理，采用双偶极子模型计算了表面势垒对发射光电子能量分布的影响;接着研究了梯度掺杂GaN光电阴极的作用机理并进行了与均匀掺杂GaN光电阴极的对比实验，同时对梯度掺杂GaN光电阴极进行了Cs/O激活的实验研究;最后实验研究了同一样品在反射模式和透射模式下的量子效率特性对比分析，同时实验研究了掺杂浓度和阴极厚度对反射式GaN光电阴极量子效率的影响。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1 负电子亲和势光电阴极发展概述

1．2 NEA GaN光电阴极的国内外研究现状

1．3 NEA GaN光电阴极的应用

1．4 本文的研究背景和意义

1．5 本文的主要工作

2．NEA GaN光电阴极光电发射理论

2．1 NEA GaN光电阴极光电发射过程

2．1．1 NEA GaN阴极光电发射基本原理

2．1．2 NEA GaN阴极光电发射过程分析

2．2 NEA GaN光电阴极的量子效率的研究

2．2．1 GaN光电阴极的理论量子效率公式推导

2．2．2 影响GaN光电阴极量子效率因素讨论

2．2．3 实验室制各的GaN光电阴极的量子效率与国外的比较

2．3 本章小结

3．GaN光电阴极表面特性和电子能量分布研究

3．1 GaN光电阴极的NEA表面形成机理

3．1．1 GaN(0001)表面Cs吸附特性

3．1．2 GaN(0001)表面Cs/O吸附特性

3．2 GaN光电阴极发射电子能量分布研究

3．2．1 GaN光电阴极电子能量分布的计算

3．2．2 GaN光电阴极电子逸出几率的计算

3．2．3 电子能量分布的计算结果与分析

3．3 本章小结

4．梯度掺杂GaN光电阴极光电发射特性研究

4．1 梯度掺杂GaN光电阴极理论

4．2 梯度掺杂GaN光电阴极的实验

4．2．1 实验

4．2．2 结果讨论

4．3 梯度掺杂GaN光电阴极的激活实验研究

4．3．1 实验

4．3．2 结果讨论

4．4 本章小结

5．不同结构的GaN光电阴极光电发射性能的研究

5．1 GaN光电阴极在反射和透射模式下的性能比较

5．1．1 实验

5．1．2 实验结果与分析

5．2 不同掺杂浓度GaN光电阴极的研究

5．2．1 实验

5．2．2 实验结果分析

5．3 本章小结

6．结束语

6．1 本文工作总结

6．2 本文的创新点

6．3 有待进一步探索的问题

致谢

参考文献