基于对数掺杂变In组分反射式结构GaAs光电阴极

摘要

本发明公开了一种基于对数掺杂变In组分负电子亲和势GaAs光电阴极，该光电阴极是由高质量P型GaAs衬底、过渡层、p‑GaAlAs缓冲层、p型GaAs发射层以及Cs／O激活层组成，其中连接衬底层和p‑GaAlAs缓冲层之间的过渡层由m个变In的外延材料构成的单元层组成，m的取值范围为1≤m≤20；对于p型GaAs发射层采用电场减少型的对数掺杂结构，发射层的掺杂浓度按照N(x)＝N₀log_a^Ax，(0＜a＜1)规律变化；发射层厚度选择为8μm，梯度浓度从1×10²¹cm^‑3到1×10¹⁶cm^‑3渐变。该阴极的优点在于通过过渡层以及缓冲层的变In结构对阴极进行界面修饰，然后自然过渡到发射层，提高了其量子效率；另一方面对数掺杂提高了阴极中电子的平均输运距离，从而也提高了其量子效率。

主权项

一种基于对数掺杂变In组分反射式结构GaAs的光电阴极，其特征在于：该光电阴极是由高质量P型GaAs(100)衬底、过渡层、p‑GaAlAs缓冲层、p型GaAs发射层以及Cs/O激活层组成；连接衬底和p‑GaAlAs缓冲层之间的所述过渡层由m个变In的外延材料构成的单元层组成，m的取值范围为1≤m≤20，在每个单位层中In的组分是逐渐减少的；所述p型GaAs发射层采用电场减少型的对数掺杂结构，按照N(x)＝N₀log_a^Ax，(0＜a＜1)规律变化；所述p型GaAs发射层的厚度选择为8μm，所述p型GaAs发射层的掺杂浓度控制在1×10²¹cm^‑3以内。