基于变掺杂结构的透射式GaN紫外光电阴极及制作方法

摘要

本发明公开了一种基于变掺杂结构的透射式GaN紫外光电阴极及制作方法，该阴极自下而上由蓝宝石制成的阴极透射式衬底层、AlN缓冲层、变掺杂结构的p型GaN光电发射层以及Cs或Cs/O激活层组成，p型GaN光电发射层的掺杂浓度从内表面到外表面逐渐降低。本发明采用由内表面到外表面掺杂浓度由高到低的变掺杂结构来设计和制备透射式GaN紫外光电阴极，利用变掺杂模式在GaN阴极体内产生帮助光电子向表面输运的内建电场，提高光电子的体内输运效率和表面逸出几率，最终提高光电阴极的光电发射量子效率；同时GaN光电阴极具有更好的长波紫外响应能力，这些光电发射性能的提高都依赖于变掺杂引起的内场助效应。

主权项

一种基于变掺杂结构的透射式GaN紫外光电阴极，其特征在于：该阴极自下而上由蓝宝石制成的阴极透射式衬底层(1)、AlN缓冲层(2)、变掺杂结构的p型GaN光电发射层(3)以及Cs或Cs/O激活层(4)组成，所述p型GaN光电发射层(3)外延生长在AlN缓冲层(2)上，p型GaN光电发射层(3)由厚度为t1的GaN层对应掺杂浓度为NA1，厚度为t2的GaN层对应掺杂浓度为NA2，厚度为t3的GaN层对应掺杂浓度为NA3，……，直到厚度为tn的GaN层对应掺杂浓度为NAn组成，其中1＜n＜20；所述NA1＞NA2＞NA3＞…＞NAn‑1＞NAn。