第31卷，第10期 2011年10月
谱学与光谱分
析
光
Spectroscopy and Spectral Analysis
GaN光电阴极激活后的光谱响应分析王晓晖，常本康’，张益军，侯瑞丽，熊雅娟南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京210094
Vol. 31,No. 10.pp2655-2658
Oetober, 2011
摘要由于GaN光电阴极的突出性能，其在紫外探测方面有着广泛的应用。文章在超高真空激活系统中，对GaN样品进行了Cs/O激活实验，并分析了激活后反射式的量子效率；在240～350nm的紫外波段内，量子效率约在30%～10%之间，曲线较为平坦，在240nm处达到30%的最大值，与国外结果对比后发现，本文获得的GaN光电极量子效率在短波段尚有不足。研究了GaN(0001)表面的原子排列，利用3D模拟了
表面原子排列模型，并推测了Cs在其表面的吸附情况。关键调GaN光电阴极；量子效率；表面原子排列
中图分类号：TN23
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 10000593(2011)10-2655-04
1
负电子亲和势（negativeelectronaffinity，NEA）光电阴
极由于量子效率高、暗电流小、发射电子能虽集中等优点，成为一种性能很好的光电发射材料。窄禁带半导体材料中，负电子亲和势的GaAs光电明极在红外和微光探测领域应用已非常广泛。随若人类在航空航犬、电子束印刷、紫外通讯、臭氧监测等领域的发展，对具有紫外响应的宽禁带半导体光电发射材料提出了更高的要求，面负电子亲和势光电阴极的优良性能使其成为研究的重点，其中最为理想是负电子亲和势的GaN光电阴极，其禁带宽度达到3.4eViI-S)
GaN紫外光电阴极不仅有较觉的直接带隙，还具有耐腐蚀、耐高温、抗输射、太阳自响应和量子效率高等优点(6-1)，随着GaN基材料生长技术与生长工艺的重大突液，阻碍 GaN基半导体材料广泛应用的瓶颈间题得到了解决。国外对 GaN光电阴极已经进行了大量的实验和研究，Machuca通过 Cs/O激活在300nm处获得了约25%的反射式量子效率uJ Shoichi也进行了激活实验，激活后GaN的反射式量子效率达到了71.9%()。由于实验条作的限制，国内针对GaN光电阴极的研究尚处于起步阶段。本文利用NEA光电阴极多信息量测试与评估系统，进行了反射式GaN光电阴极的激活实验，测试了激活后的量子效率，并从原子结构方面研究了Cs在GaN(0001)表面吸附的情况。
收稿日期：2010-11-26，修订日期：2011-03-18 基金项目：国家自热科学基金项日(60871012)资助
作者简介：主晓晖，1986年生，南京理T大学电光学院博士研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mail; bkchang@mail njust. edu cn
实验部分
GaN(0001)的激活实验在超高真空激活（基底5.8X
10-"Pa）系统中进行，如图1所示。此系统与表而分析系统相连，样品可以通过磁力传输杆在两系统之间进行传送。激活光源通过光纤透过石英玻璃窗口入射到超真空系统内，照射在GaN(0001)样品上。实验过程由多信息量测试系统挖制，并对光电流、真空度、Cs源电流、O源电流进行实时采集，
signal processing module
monochrometer
Cs,o
computes
control Heating control
mass
spectrograph
Lmulti-information test system_
Fig1
ultrahigh
vacuum(UHV) activation system
oens analysis system
UHV chamber and surface analysis system
此次实验采用的是MCCVD生长的p型GaN样品。在蓝宝石基底上，先生长一层度约2～3μm的本征GaN缓冲层，然后外延一层厚500nm的p型GaN发射层，样品的
掺杂元家为Mg，掺条浓度为1.37×1017cm。 e-mail,bxezwxh@126.com