n型纳米薄膜表面GaN/AlGaN光电阴极的电子发射特性

作者：郝广辉; 李泽鹏

来源：真空电子技术, 2020, (03): 46-59.

DOI：10.16540/j.cnki.cn11-2485/tn.2020.03.08

• GaN/AlGaN光电阴极
• n型纳米薄膜
• 光谱响应
• 电子源

为了研究GaN/AlGaN光电阴极表面的掺杂类型对阴极电子发射特性的影响,分别设计p型、p-i-n型和p-n型纳米薄膜表面的GaN/AlGaN光电阴极材料,并使用金属有机化学气相沉积外延(MOCVD)技术进行生长。使用Cs/O交替的方式对GaN/AlGaN光电阴极进行激活,并测试了三种光电阴极的光谱响应特性,结果显示整个波段内p型GaN/AlGaN光电阴极的电子发射性能最低,在光波长240～285 nm波段p-n型GaN/AlGaN光电阴极拥有最高的光谱响应值,而在光波长285～365 nm波段p-i-n型GaN/AlGaN光电阴极拥有最高的光谱响应值。由于p-i-n型GaN/AlGaN光电阴极中本征型GaN薄膜层具有较高的电阻率,所以一定程度上降低了电子向阴极表面方向的输运,影响了GaN/AlGaN光电阴极的短波响应特性。仿真结果显示虽然p-n型GaN/AlGaN光电阴极没有较高的表面电子逸出几率,但是其内建电场对电子向阴极表面输运的促进作用可补偿由于表面电子逸出几率降低而对阴极电子发射特性的影响。