InP/InGaAs单行载流子光电二极管

引言 为适应大容量光纤通信和超高速光电子测试系统,光电二极管一直致力于提高带宽。结构设计和工艺技术的改进已经使光探测器取得了极大进步。但随着光放大器及微波/毫米波光子系统的进步,高饱和输出(大信号工作)已成为光电二极管应具备的重要性能。另外,微波光子系统通常需要光生微波/     

负电子亲和势Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体光电阴极及其发展

阐明了负电子亲和势Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体光电阴极的卓越光电性能，论述了关于其物理机制的四种理论模型见解，介绍了阴极材料生长技术和制作工艺以及拓展的应用领域并展望了趋势和前景。     

短波红外阈场助式光电阴极p-InGaAs/p-InP异质结设计与仿真

针对一种短波红外阈透射式光阴极,简要介绍其光子吸收层和电子发射层分离式异质结结构后,结合异质结两侧对红外光子显著吸收效应参数和对电子高效输运特性参数进行建模,详细研究了场助电压对p-p型异质结能带结构和对短波红外阈透射式光电阴极的影响。研究结果显示：Schottky势垒偏压至少要达到8 V才能较好消除p-InGaAs/p-InP异质结的势垒影响。此时,为达到较小的漏电流, In0.53Ga0.47As光吸收层厚度2?m,InP发射层厚度1?m,掺杂浓度均为1×1016 cm－3。     

新型光电阴极

本文对新型光电阴极的发展作了介绍，分别对干涉型阴极，负电子亲和势阴极及双光子效应阴极进行叙述。     

半导体光电阴极的研究进展

半导体光电阴极具有量子效率高、暗电流小的优点,被广泛应用于光电倍增管、像增强器等各类真空光电探测和成像器件,促进了极弱光的超快探测和成像技术的发展。另外作为能够产生高品质电子束的真空电子源,用于加速器光注入器、电子显微镜等科学装置。本文首先介绍了目前常用半导体光电阴极的分类以及在真空光电探测成像、真空电子源领域的具体应用。然后对碱金属碲化物光电阴极、碱金属锑化物光电阴极、GaAs光电阴极三类典型半导体光电阴极的制备技术进行了总结,并介绍了微纳结构、低维材料、单晶外延等新技术在半导体光电阴极研制中的应用。最后对半导体光电阴极的技术发展进行了展望。     

近红外响应的III-V族半导体光电阴极材料及工艺

随着GaAs负电子亲和势(NEA)半导体光电阴极在我国的成熟和应用,半导体光电阴极的进一步研究将往更长波的近红外发展。针对透射式半导体光电阴极器件,系统总结了近红外波段响应良好的GaAs、InGaAs、InGaAsP Ⅲ-V族外延材料特性及相应商业化产品的应用领域和性能。通过文献调研本文进一步归纳了不同波段NEA光电阴极和转移电子光阴极适用的材料结构,并结合传统GaAs NEA光电阴极工艺讨论了InGaAs、InGaAsP材料及阴极工艺的难点。     

真空转移系统中各种气体对光电阴极的影响

论述了真空转移系统中各种气体对光电阴极灵敏度影响以及防止的方法。实验得出一氧化碳和水蒸地光电阴极灵敏度的损害最大。光电阴极由碱环境转移到无碱环境中,其光电灵敏度不受影响,而是残余气体分子撞击光电阴极表面,引起铯剥脱使得灵敏度下降。     

转移电子光电阴极电子传输特性的蒙特卡罗模拟

本文利用蒙特卡罗模拟方法计算了转移电子光电阴极的光电子输运特性，其中包括阴极的内部量子效率，电子的能量分布函数，谷间转移效率，同时也给出了阴极的时间响应特性．     

高响应度InGaAs PIN光电探测器的研制

分析了影响探测器响应度的各因素，在此基础上设计了InGaAs/InP PIN探测器的外延材料结构并优化了增透膜厚度和p-InP区欧姆接触电极图形的设计，以达到提高响应度的目的。采用MOCVD技术和闭管扩散等工艺制备了器件并测量了其响应度。结果显示，器件的光谱响应范围为1000-1600nm，在1500nm激光的辐照下，5V反向偏压时器件的响应度可达0.95A/W以上。     

高响应度InGaAs PIN光电探测器的研制

分析了影响探测器响应度的各因素,在此基础上设计了InGaAs/InP PIN探测器的外延材料结构并优化了增透膜厚度和p-InP区欧姆接触电极图形的设计,以达到提高响应度的目的。采用MOCVD技术和闭管扩散等工艺制备了器件并测量了其响应度。结果显示,器件的光谱响应范围为1000~1600nm,在1500nm激光的辐照下,5V反向偏压时器件的响应度可达0.95A/W以上。     

高响应度InGaAs PIN光电探测器的研制

分析了影响探测器响应度的各因素,在此基础上设计了InGaAs/InP PIN探测器的外延材料结构并优化了增透膜厚度和p-InP区欧姆接触电极图形的设计,以达到提高响应度的目的.采用MOCVD技术和闭管扩散等工艺制备了器件并测量了其响应度.结果显示,器件的光谱响应范围为1000～1600 nm,在1500 nm激光的辐照下,5 V反向偏压时器件的响应度可达0.95 A/W以上.     

近红外响应的Ⅲ-V族半导体光电阴极材料及工艺北大核心

随着GaAs负电子亲和势(NEA)半导体光电阴极在我国的成熟和应用,半导体光电阴极的进一步研究将往更长波的近红外发展。针对透射式半导体光电阴极器件,系统总结了近红外波段响应良好的GaAs、InGaAs、InGaAsP Ⅲ-V族外延材料特性及相应商业化产品的应用领域和性能。通过文献调研本文进一步归纳了不同波段NEA光电阴极和转移电子光阴极适用的材料结构,并结合传统GaAs NEA光电阴极工艺讨论了InGaAs、InGaAsP材料及阴极工艺的难点。     

多碱光电阴极的红外响应

多碱光电阴极的红外响应，对于改善夜视系统探测目标距离能力是一个重要的研究课题。文章从理论上阐述了改善多碱光电阴极红外响应的意义，以及改善多碱光电阴极红外响应的若干可能性问题进行了分析，同时给出了可能条件下的试验结果。     

多碱光电阴极层状模型的一个证据：铯处理多碱光电阴极的附加厚度

根据多碱光电阴极制备过程中的光谱响应在０．４￣０．５μｍ之间光电流减少这一事实，分析了Ｃｓ处理多碱光电阴极的厚度。结果表明：第一次Ｃｓ处理，０．４μｍ处的光电流由６ｍＡ／Ｗ下降到３．８ｍＡ／Ｗ．第二次处理进一步降至１．６ｍＡ／Ｗ。其主要原因是Ｃｓ处理形成的Ｋ２ＣｓＳｂ具有一定厚度，光电子在运输过程中由于厚度增加导致散射几率增加，逸出几率下降，从而导致光电发射下降。在Ｓｂ、Ｃｓ交替后，计算结果表明，     

NEA GaN和GaAs光电阴极的比较

针对GaN基光电阴极激活过程中Cs-O交替存在的光电流的增幅问题,本文主要比较了GaN和GaAs材料性质、表面结构以及激活过程中光电阴极的光电流.发现GaN的熔点高于GaAs,在制备GaN基光电阴极时则需要更高的热清洗温度;如果用双偶极子模型描述GaN(1000)和GaAs(100)表面的光电发射机理,GaN(1000)表面Cs原子与O原子形成第二偶极矩O-Cs,几乎\     

阴极光电发射受电场影响的研究

本文叙述了电场对光电发射的影响.许多阴极在外电场的作用下会降低表面功函数,光电发射的阈值波长会延伸,长波响应也会增大.高阻值碱金属化合物阴极在光电发射过程中由于内电场的形成,有可能对发射层进行"侵蚀"从而导致损坏.     

Na2KSb光电阴极与GaAs光电阴极比较研究

测量了三代像增强器和超二代像增强器的阴极光谱反射率,结果表明在500~800 nm波长范围内,GaAs阴极的平均光谱反射率仅为6.5%,而Na2KSb阴极的平均光谱反射率却高达22%.采用减反技术之后,Na2KSb阴极的平均光谱反射率降为10%,与GaAs阴极相比还有一定的差距,因此还有进一步改进和提高的空间.测量了三代像增强器和超二代像增强器光电阴极的荧光谱,结果表明在785 nm波长激光的激发条件下,GaAs阴极的荧光谱峰值波长与Na2KSb阴极的荧光谱峰值波长基本相同,但荧光谱半峰宽和峰值强度却区别很大.说明GaAs阴极和Na2KSb阴极在吸收785 nm波长光子后,所激发的电子跃迁的能级基本相同,但跃迁电子的数量区别却很大.GaAs阴极荧光谱的半峰宽较窄,说明GaAs阴极的晶格较Na2KSb阴极的晶格更完整.当Na2KSb阴极的膜层厚度从180 nm变为195 nm之后,由于跃迁电子距真空界面的距离增大,因此导致短波的量子效率减小.尽管膜层厚度加厚,长波光子的吸收更充分,但因受到电子扩散长度的限制,长波量子效率仅仅略有增加.这说明Na2KSb阴极的电子扩散长度远远小于GaAs阴极的电子扩散长度.GaAs阴极表面吸附 Cs-O 层之后,表面电子亲和势会降低,而多碱阴极表面吸附 Cs-Sb 层之后,不仅表面电子亲和势会降低,而且跃迁电子的能级会提高,跃迁电子的数量也会增加,这说明多碱阴极在进行表面 Cs 激活之后,阴极膜层内部的能带结构发生了变化.所以要提高多碱阴极的灵敏度,除了要控制好表面的Cs激活工艺之外,还需要控制好Na2KSb基础层的结构.只有一个结构良好的Na2KSb基础层,在Cs激活之后,能带结构的变化才会有利于跃迁电子能级的提高.     

改进型四碱光电阴极的结构研究

本文给出用新技术制作[Cs.Rb]Na_2KSb结构的光电阴极,具有灵敏度高、热发射低和重复性好等优点,特别是改善了光电器件的性能。并提出了四碱光电阴极的复合表面能带结构模型,对上述的实验结果给予了满意的解释。