本文關(guān)鍵詞：GaAs基微納米線陣列光電發(fā)射理論與實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：砷化鎵(GaAs)負(fù)電子親和勢(NEA)光陰極具有量子效率高,暗電流小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于高性能光電探測、微光夜視等領(lǐng)域;微/納米線陣列也因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu),而應(yīng)用于微/納米光電子學(xué)和太陽能電池等領(lǐng)域,因此NEA GaAs微/納米線陣列光陰極材料有望成為具有重要應(yīng)用前景的光電發(fā)射材料。本文首先利用射線追蹤法通過三維仿真軟件VisualTCAD,建立GaAs微米線陣列光陰極的光電發(fā)射模型,從理論上分析不同入射光的角度、微米線高度以及占空比對GaAs陣列光陰極的光電流以及光譜響應(yīng)的影響,并與薄膜結(jié)構(gòu)陰極進(jìn)行比較,得出陣列結(jié)構(gòu)有著優(yōu)于薄膜的發(fā)射特性;然后用感應(yīng)耦合等離子(ICP)刻蝕法制備GaAs微米線陣列、變組分AlGaAs微米線陣列,分析不同的ICP刻蝕工藝對GaAs微米線陣列制備的影響;利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察陣列的形貌;利用微區(qū)光致發(fā)光譜(PL譜)、反射譜等對GaAs微米線陣列的光學(xué)特性進(jìn)行表征,并與其薄膜襯底進(jìn)行對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)陣列結(jié)構(gòu)的PL譜特性要優(yōu)于薄膜材料,并且其反射率也比薄膜結(jié)構(gòu)的要低。利用納米壓印的方法制備直徑為500nm的GaAs納米線陣列。對制備出的GaAs微米線陣列在超高真空系統(tǒng)中進(jìn)行Cs-O激活,得到負(fù)電子親和勢陣列陰極,并在線測試了GaAs微米線陣列光陰極的光譜特性及入射光角度對光電發(fā)射的影響。通過光譜響應(yīng)曲線分析了GaAs微米線陣列光陰極的特性,驗(yàn)證了其所具有的優(yōu)異性能。
【關(guān)鍵詞】：GaAs/AlGaAs微納米線陣列 光電發(fā)射特性 感應(yīng)耦合等離子刻蝕 光譜響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 光電陰極的發(fā)展概述9
• 1.2. 微納米線陣列光陰極的研究意義及現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 微納米線陣列的研究意義及現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 GaAs基光電陰極研究現(xiàn)狀11
• 1.3 GaAs基微納米線陣列的研究現(xiàn)狀及意義11-12
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排12-15
• 第2章 GaAs微米線陣列光陰極發(fā)射特性理論分析15-23
• 2.1 GaAs微米線陣列光陰極理論模型15-17
• 2.1.1 GaAs微米線陣列光陰極光電發(fā)射模型15-17
• 2.1.2 光譜響應(yīng)理論模型17
• 2.2 GaAs微米線陣列光陰極光電特性的仿真分析17-20
• 2.2.1 入射光角度對GaAs微米線陣列的影響18
• 2.2.2 微米線高度對GaAs微米線陣列的影響18-19
• 2.2.3 不同占空比下GaAs微米線陣列對光的吸收19-20
• 2.3 GaAs微米線陣列結(jié)構(gòu)與薄膜結(jié)構(gòu)吸收率的對比20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-23
• 第3章 GaAs基微米線陣列的制備23-39
• 3.1 常用微/納米線制備方法23-26
• 3.1.1 金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積23-24
• 3.1.2 分子束外延24
• 3.1.3 二維膠體晶體刻蝕法24-25
• 3.1.4 納米壓印技術(shù)25
• 3.1.5 感應(yīng)耦合等離子體刻蝕25-26
• 3.2 GaAs基微米線陣列的制備26-33
• 3.2.1 GaAs微米線陣列制備工藝設(shè)備26-28
• 3.2.2 GaAs微米線陣列的制備28-32
• 3.2.3 AlGaAs微米線陣列的制備32-33
• 3.3 納米壓印法制備GaAs納米線陣列33-38
• 3.3.1 紫外納米壓印的原理33-34
• 3.3.2 GaAs納米線陣列的制備34-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 GaAs微米線陣列性能測試及結(jié)果分析39-47
• 4.1 GaAs微米線陣列性能測試方法及原理介紹39-40
• 4.1.1 掃描電子顯微鏡39
• 4.1.2 光致發(fā)光光譜39
• 4.1.3 紫外可見分光光度計(jì)39-40
• 4.2 GaAs微米線陣列形貌分析40-42
• 4.2.1 不同ICP刻蝕時(shí)間對GaAs微米線陣列形貌的影響40-41
• 4.2.2 不同直徑的GaAs微米線陣列形貌分析41
• 4.2.3 不同結(jié)構(gòu)的GaAs微米線陣列形貌分析41-42
• 4.3 GaAs微米線陣列PL譜和反射譜分析42-45
• 4.3.1 GaAs微米線陣列PL譜分析42-44
• 4.3.2 GaAs微米線陣列反射譜分析44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 第5章 GaAs微米線陣列光陰極制備及光譜響應(yīng)47-55
• 5.1 光陰極多功能綜合測試系統(tǒng)47-48
• 5.1.1 多信息量測控系統(tǒng)47
• 5.1.2 超高真空激活系統(tǒng)47-48
• 5.1.3 表面分析系統(tǒng)48
• 5.2 GaAs微米線陣列光陰極的制備48-51
• 5.2.1 GaAs微米線陣列凈化工藝48-49
• 5.2.2 GaAs微米線陣列表面Cs、O激活49-51
• 5.3 GaAs微米線陣列光陰極光譜響應(yīng)分析51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-55
• 第6章 結(jié)束語55-57
• 6.1 總結(jié)55-56
• 6.2 展望56-57
• 致謝57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的成果65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 鄒繼軍;張益軍;楊智;常本康;;GaAs真空電子源衰減模型研究[J];物理學(xué)報(bào);2011年01期

2 牛軍;楊智;常本康;喬建良;張益軍;;反射式變摻雜GaAs光電陰極量子效率模型研究[J];物理學(xué)報(bào);2009年07期

3 楊會(huì)靜;孫立萍;劉長虹;;納米多層膜的制備方法及比較[J];唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào);2006年05期

4 徐江濤;三代微光像增強(qiáng)器制管工藝對陰極光電發(fā)射性能的影響[J];應(yīng)用光學(xué);2004年05期

5 李越,蔡偉平,孫豐強(qiáng),張立德;二維膠體晶體刻蝕法及其應(yīng)用[J];物理;2003年03期

6 高鴻楷,張濟(jì)康,云峰,龔平,王海濱,侯洵;透射式GaAs光電陰極材料的MOCVD生長[J];光子學(xué)報(bào);1992年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 石峰;透射式變摻雜GaAs光電陰極及其在微光像增強(qiáng)器中應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2013年

2 李曉峰;第三代像增強(qiáng)器研究[D];中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所;2001年

  本文關(guān)鍵詞：GaAs基微納米線陣列光電發(fā)射理論與實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：369489