光和电注入变带隙AlGaAs/GaAs负电子亲和势阵列阴极理论建模和结构特性分析

作者：邓文娟; 周甜; 王壮飞; 吴粤川; 彭新村; 邹继军^*

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(23): 390-399.

• 光注入
• 电注入
• 阵列阴极
• 发射电流效率

为了使具备光和电注入AlGaAs/GaAs负电子亲和势(NEA)阵列阴极获得较高的发射电流效率,基于变带隙发射阵列中电子输运的二维连续性方程,利用有限体积法进行数值求解和仿真,得到发射电流和发射电流效率.通过仿真得到既适合光注入又合适电注入的各层最佳参数范围.结果表明,选择占空比为2/3的阵列微纳米柱,获得光注入阴极的最佳入射光角度范围为10°—30°;光注入(电注入)情况下P型变带隙AlGaAs层阵列微纳米柱高度范围为0.3—0.6μm(0.1—0.3μm),N型变带隙AlGaAs层、N型AlGaAs层以及P型AlGaAs层最佳厚度范围分别为0.5—2.5μm(2—3μm),0.5—1.0μm(0.8—1.2μm)和0.2—0.5μm(0.1—0.3μm);P型AlGaAs层和N型AlGaAs层最佳掺杂浓度范围分别为5×1018—1×1019cm–3(1×1018—5×1018cm–3)和1×1018—5×1018cm–3(5×1017—1×1018cm–3).光注入下发射电流效率最大为35.04%,单位长度最大发射电流为10.3nA/μm;电注入下发射电流效率最大为31.23%,单位长度最大发射电流105.5μA/μm.

• 单位
  东华理工大学