發(fā)布時間：2022-07-29 19:02

　　砷化鎵（GaAs）納米線陣列結(jié)構(gòu)因同時具有GaAs的基本性質(zhì)和納米材料的優(yōu)良特性,使得制備出的負(fù)電子親和勢（NEA）光陰極有量子效率高、暗電流低等優(yōu)點。因而該材料成為最有前景的光電發(fā)射材料之一,在高性能電子源、光電倍增管、太陽能電池等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用潛力。本文利用GaAs納米線陣列光陰極的光電發(fā)射模型,針對入射光角度、納米線直徑、納米線高度、納米線的間距（即占空比D/P）等不同條件對GaAs納米線陣列光陰極光電流的影響進(jìn)行仿真。在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上采用膠體刻蝕法制備GaAs納米線陣列結(jié)構(gòu),并在制備過程中不斷改進(jìn)實驗步驟,優(yōu)化工藝參數(shù)。本文采用改進(jìn)的Stober法合成直徑為350nm和500nm的SiO₂納米球,用旋涂法將所合成的SiO₂納米球制作掩模層,其實驗參數(shù)為使用轉(zhuǎn)速為600rpm勻膠機(jī)運行10s,再用轉(zhuǎn)速為1900rpm轉(zhuǎn)4s,得到的掩模層相對較為理想,最后用納米球掩模層對GaAs襯底進(jìn)行刻蝕,以制備GaAs納米線陣列。利用SEM分析刻蝕時間、刻蝕功率、刻蝕氣體對制備納米線陣列的影響,發(fā)現(xiàn)刻蝕時間和刻蝕深度有一定的線性關(guān)系,并利用臺階儀、... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 光電陰極的概述
    1.2 光陰極的研究背景及意義
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 GaAs納米線陣列光陰極研究背景與意義
        1.3.1 GaAs納米線的意義
        1.3.2 GaAs納米線陣列光陰極的現(xiàn)狀
        1.3.3 納米線的制備方法
    1.4 論文主要結(jié)構(gòu)
2 GaAs納米線陣列光陰極光電流理論分析
    2.1 GaAs納米線陣列光陰極理論模型
        2.1.1 GaAs納米線陣列光陰極理論模型
        2.1.2 GaAs納米線陣列光陰極模型方程
    2.2 GaAs納米線陣列光陰極光電流的仿真分析
        2.2.1 入射光角度對光陰極電流的影響
        2.2.2 納米線高度對光陰極電流的影響
        2.2.3 納米線直徑對光陰極電流的影響
        2.2.4 不同占空比對光陰極電流的影響
    2.3 本章小結(jié)
3 單層SiO_2納米球掩模層的制備
    3.1 GaAs納米線陣列制備工藝
    3.2 SiO_2納米球制備方法
        3.2.1 氣相法
        3.2.2 沉淀法
        3.2.3 Sol-Gel法
        3.2.4 水熱合成法
        3.2.5 超重力反應(yīng)法
        3.2.6 微乳液反應(yīng)法
        3.2.7 其他制備方法
    3.3 Stober法合成SiO_2納米球?qū)嶒?br>        3.3.1 主要儀器與試劑
        3.3.2 直徑 350nm SiO_2納米球合成實驗
        3.3.3 直徑 500nm SiO_2納米球合成實驗
    3.4 合成SiO_2納米球的表征分析
        3.4.1 表面形貌的SEM分析
        3.4.2 物質(zhì)成分與晶體結(jié)構(gòu)的XRD分析
    3.5 SiO_2納米球掩模層的制備
        3.5.1 垂直沉積法制備掩模層
        3.5.2 旋涂法制備掩模層
        3.5.3 兩種掩模層制備方法的比較
    3.6 本章小結(jié)
4 GaAs納米線陣列光陰極的制備
    4.1 GaAs納米線陣列的刻蝕工藝
        4.1.1 ICP刻蝕的介紹
        4.1.2 刻蝕減小SiO_2納米球
        4.1.3 ICP刻蝕制備GaAs納米線陣列
    4.2 GaAs納米線陣列表征分析
        4.2.1 臺階儀分析
        4.2.2 AFM分析
        4.2.3 漫反射譜分析
    4.3 GaAs納米線陣列激活工藝
        4.3.1 GaAs納米線陣列凈化工藝
        4.3.2 GaAs納米線陣列Cs、F激活
        4.3.3 納米線陣列與基片陰極量子效率的比較
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水熱法制備SiO2@Mn2O3球形納米粒子[J]. 孟芬芬,郭志巖.  青島科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(04)
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[4]納米二氧化硅的制備[J]. 郭英凱,趙燕禹,趙國華,查立祥,商連弟.  鹽業(yè)與化工. 2007(04)
[5]凝膠網(wǎng)格沉淀法制備納米二氧化硅[J]. 李曦,劉連利,王莉麗,石文鳳.  硅酸鹽通報. 2007(03)
[6]納米多層膜的制備方法及比較[J]. 楊會靜,孫立萍,劉長虹.  唐山師范學(xué)院學(xué)報. 2006(05)
[7]微乳液法制備無定形納米二氧化硅[J]. 朱振峰,李暉,朱敏.  無機(jī)鹽工業(yè). 2006(06)
[8]超重力反應(yīng)沉淀法制備超細(xì)二氧化硅[J]. 何清玉,郭鍇,王琳.  無機(jī)鹽工業(yè). 2005(09)
[9]氣相法白炭黑的研究進(jìn)展[J]. 楊波,何慧,周揚波,賈德民.  化工進(jìn)展. 2005(04)
[10]sol-gel法制備多孔納米SiO2薄膜[J]. 李智,姚熹,張良瑩.  電子元件與材料. 2005(02)

博士論文
[1]高性能GaAs光電陰極研究[D]. 杜曉晴.南京理工大學(xué) 2005
[2]納米二氧化硅粉體材料的研制[D]. 陳興明.四川大學(xué) 2003

碩士論文
[1]GaAs納米線陣列光陰極制備機(jī)理及其光譜響應(yīng)仿真[D]. 程瀅.東華理工大學(xué) 2015
[2]MOCVD設(shè)備反應(yīng)室的設(shè)計與分析[D]. 董佳鑫.西安電子科技大學(xué) 2008



本文編號：3667007