光電陰極的研究正朝著寬光譜藍延伸及特定帶寬和峰值光譜響應特性的方向發(fā)展,在此背景下,本文提出了變組分變摻雜GaAlAs/GaAs光電陰極的設計方案,并圍繞其光電發(fā)射理論、量子效率模型、材料的結(jié)構(gòu)設計、激活制備工藝及陰極的光電發(fā)射性能評估等方面開展了系統(tǒng)化的研究。針對變組分變摻雜GaAlAs/GaAs光電陰極能帶結(jié)構(gòu)的特點,在陰極表面Cs、O吸附雙偶極子模型的基礎上,利用Toping模型計算并比較了吸附在GaAlAs（100）和GaAs（100）表面Cs的覆蓋度與電子親和勢的變化。根據(jù)薄膜光學矩陣理論建立了GaAlAs/GaAs光電陰極的光學性能計算模型。圍繞Spicer光電發(fā)射“三步物理模型”,對電子的基態(tài)和受激態(tài)采用量子力學進行分析,計算了光電陰極從光電子受激躍遷、光電子在陰極體內(nèi)的輸運及光電子越過表面能帶彎曲區(qū)并隧穿表面勢壘逸出到真空的電子能量分布,并通過設定合適的邊界條件求解陰極內(nèi)部一維少子連續(xù)性方程,推導了變組分變摻雜寬帶藍延伸和窄帶響應GaAlAs/GaAs光電陰極量子效率公式。根據(jù)GaAlAs/GaAs異質(zhì)結(jié)的電子親和勢模型,分析了異質(zhì)結(jié)的界面勢壘。通過GaAlAs材料Al... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 光電陰極及微光像增強器的發(fā)展概述
        1.1.1 光電陰極的發(fā)展
        1.1.2 微光像增強器的發(fā)展
    1.2 GaAlAs/GaAs光電陰極的研究進展
        1.2.1 國外GaAlAs/GaAs光電陰極研究進展
        1.2.2 國內(nèi)GaAlAs/GaAs光電陰極研究進展
    1.3 NEA GaAlAs/GaAs光電陰極的主要應用
    1.4 本文研究的背景和意義
    1.5 本文研究的主要工作
2 變組分變摻雜GaAlAs/GaAs光電陰極光電發(fā)射理論和量子效率研究
    2.1 引言
    2.2 GaAlAs/GaAs光電陰極材料的光學特性
        2.2.1 GaAlAs/GaAs多層結(jié)構(gòu)光電陰極的光學性能理論計算模型
        2.2.2 Al組分對光電陰極光學性能的影響
        2.2.3 GaAlAs/GaAs光電發(fā)射材料的第一性原理計算
    2.3 NEA光電陰極的光電發(fā)射過程
        2.3.1 光電子受激躍遷
        2.3.2 受激光電子向光電陰極表面遷移
        2.3.3 光電子逸出光電陰極表面
    2.4 GaAlAs/GaAs光電陰極的光電發(fā)射表面分析
        2.4.1 Ga_(1-x)Al_xAs(100)表面Cs-O雙偶極層模型
        2.4.2 GaAs(100)和GaAlAs(100)表面Cs吸附研究
    2.5 GaAlAs/GaAs光電陰極量子效率研究
        2.5.1 變組分變摻雜寬帶藍延伸GaAlAs/GaAs光電陰極量子效率研究
        2.5.2 變組分變摻雜窄帶響應GaAlAs光電陰極量子效率研究
    2.6 本章小結(jié)
3 變組分變摻雜GaAlAs/GaAs光電陰極的結(jié)構(gòu)設計與材料外延
    3.1 引言
    3.2 變組分變摻雜GaAlAs/GaAs異質(zhì)結(jié)和能帶結(jié)構(gòu)
        3.2.1 GaAlAs/ GaAs材料的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)
        3.2.2 變組分變摻雜光電陰極的能帶結(jié)構(gòu)分析
    3.3 變組分變摻雜GaAlAs/GaAs光電陰極的結(jié)構(gòu)設計
        3.3.1 GaAlAs/GaAs光電陰極結(jié)構(gòu)的設計流程
        3.3.2 寬光譜藍延伸光電陰極結(jié)構(gòu)設計
        3.3.3 窄帶響應光電陰極結(jié)構(gòu)設計
    3.4 MOCVD和MBE外延材料摻雜結(jié)構(gòu)的對比分析
        3.4.1 變組分變摻雜GaAlAs/GaAs光電陰極材料的外延
        3.4.2 通過MOCVD和MBE外延材料摻雜結(jié)構(gòu)的對比分析
    3.5 本章小結(jié)
4 變組分變摻雜GaAlAs/GaAs光電陰極的制備
    4.1 引言
    4.2 GaAlAs/GaAs光電陰極的激活、制備與評估系統(tǒng)
        4.2.1 NEA光電陰極材料表面分析系統(tǒng)
        4.2.2 超高真空激活系統(tǒng)
        4.2.3 多信息量原位表征系統(tǒng)
    4.3 GaAlAs/GaAs光電陰極的表面凈化及XPS分析
        4.3.1 光電陰極表面化學清洗
        4.3.2 光電陰極XPS表面分析與擬合
    4.4 GaAlAs/GaAs光電陰極的Cs、O激活
        4.4.1 光電陰極的高溫加熱凈化
        4.4.2 光電陰極的Cs、O激活
    4.5 本章小結(jié)
5 變組分變摻雜GaAlAs/GaAs光電陰極的性能評估
    5.1 引言
    5.2 GaAlAs/GaAs光電陰極材料的質(zhì)量評估
    5.3 NEA GaAlAs/GaAs光電陰極的參數(shù)擬合與性能評估
        5.3.1 不同化學清洗工藝處理后的樣品光電發(fā)射性能
        5.3.2 不同結(jié)構(gòu)的GaAlAs/GaAs光電陰極光電發(fā)射性能評估
    5.4 NEA GaAlAs/GaAs光電陰極的穩(wěn)定性評估
        5.4.1 表面Cs、O吸附對光電陰極穩(wěn)定性的影響
        5.4.2 窄帶響應和寬帶藍延伸GaAlAs/GaAs光電陰極穩(wěn)定性的比較
    5.5 光電陰極表面電子逸出幾率與表面禁帶寬度變窄的研究
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)束語
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點
    6.3 有待進一步解決的問題
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]變組分AlxGa1-xAs/GaAs光電發(fā)射材料研究[D]. 江少濤.東華理工大學 2015
[3]水下微光成像技術與系統(tǒng)研究[D]. 佘宇挺.南京理工大學 2007



本文編號：3446609