GaAs納米線陣列光陰極制備機(jī)理及其光譜響應(yīng)仿真.pdf

1、砷化鎵（GaAs）納米線陣列負(fù)電子親和勢(shì)光陰極因其較高的量子效率，較低的暗電流，良好的長(zhǎng)波響應(yīng)，禁帶寬度較窄等特點(diǎn)，成為最有前景的光電發(fā)射材料之一，廣泛應(yīng)用在微光夜視，高能光電倍增管等領(lǐng)域，將有機(jī)會(huì)成為下一代電子加速器電子源。近些年國(guó)內(nèi)外對(duì)GaAs光陰極薄膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進(jìn)已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，同時(shí)在納米線陣列結(jié)構(gòu)的特性研究方面也取得了重大的進(jìn)展，但是對(duì)GaAs納米線陣列光陰極的研究工作還鮮有報(bào)道?；诖?，本文對(duì)GaAs納米線陣列光陰極

2、制備工藝及優(yōu)化，性能表征測(cè)試，理論模型仿真等方向展開(kāi)研究。
　　本文采用感應(yīng)耦合等離子（ICP）刻蝕法制備GaAs納米線陣列、變組分AlGaAs納米線陣列，分析ICP刻蝕法制備GaAs納米線陣列頂部出現(xiàn)剝離現(xiàn)象的原因，并對(duì)制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化；利用掃描電子顯微鏡，微區(qū)光致發(fā)光譜，漫反射譜等研究了GaAs納米線陣列光陰極的光學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)其反射率遠(yuǎn)低于薄膜材料結(jié)構(gòu)，光的“捕獲效應(yīng)”明顯。GaAs納米線陣列光陰極微區(qū)光致發(fā)光譜的波峰像近紅

3、外波段偏移，表明其結(jié)構(gòu)的禁帶寬度變窄，對(duì)長(zhǎng)波吸收更好。
　　在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)GaAs納米線陣列光陰極的性能表征測(cè)試，根據(jù)Spicer提出的“三步走”光電發(fā)射模型，建立GaAs納米線陣列光陰極的光電發(fā)射模型，通過(guò)三維仿真軟件，對(duì)其進(jìn)行理論分析，研究入射光的角度，入射光的波長(zhǎng)，納米線直徑對(duì)GaAs納米線陣列光陰極的影響。仿真結(jié)果表明隨著入射光與垂直方向夾角的增大，GaAs納米線陣列光陰極的光譜響應(yīng)先增大后減小，這個(gè)特性與薄膜結(jié)構(gòu)有