一种垂直发射AlGaAs/GaAs纳米线的NEA电子源

摘要

一种垂直发射AlGaAs/GaAs纳米线的NEA电子源，以p型GaAs作为衬底层，在GaAs衬底层上顺序生长Al组分由高到底呈线性递减至0的变带隙AlGaAs发射层及GaAs发射层，而后利用反应离子刻蚀技术得到变带隙AlGaAs/GaAs纳米线阵列发射层，再在超高真空系统中进行Cs/O激活以在变带隙AlGaAs/GaAs纳米线阵列发射层上形成Cs-O激活层；且在变带隙AlGaAs/GaAs纳米线阵列发射层沿垂直方向形成有内建电场，通过内建电场控制纳米线中光电子定向漂移并发射，有效抑制侧面光电发射，从而扩展变带隙AlGaAs/GaAs材料应用；纳米线阵列结构提高光电发射效率。

主权项

一种垂直发射AlGaAs/GaAs纳米线的NEA电子源，其特征在于，以p型GaAs作为衬底层，根据GaAs衬底外延层厚度的不同使用不同的生长技术，在GaAs衬底层上顺序生长Al组分由高到底呈线性递减至0的变带隙AlGaAs发射层及GaAs发射层，而后利用反应离子刻蚀技术得到变带隙AlGaAs/GaAs纳米线阵列发射层，再在超高真空系统中进行Cs/O激活，以在变带隙AlGaAs/GaAs纳米线阵列发射层上形成Cs‑O激活层，产生负电子亲和势；且在变带隙AlGaAs/GaAs纳米线阵列发射层沿垂直方向形成有利于将纳米线中激发的光电子往顶端输运并发射至真空中的内建电场，通过内建电场控制光电子往纳米线顶端定向漂移并发射，从而实现垂直光电发射；此外，GaAs衬底层厚度为200～400μm，p型掺杂浓度(0.5～2)×10¹⁹cm^‑3。