一种利用反射率理论模型指导K_2CsSb光电阴极的制备方法

针对中微子和宇宙射线探测用的大尺寸K_2CsSb光电阴极,本文首先利用光学导纳矩阵法,推导了适用于多层膜的K_2CsSb光电阴极理论模型。通过该模型对K_2CsSb光电阴极生长提出了增透层蒸镀、底K蒸镀、K/Sb同蒸、进Cs蒸镀4个阶段的制备方法,在对各个阶段的反射率变化进行的理论仿真后,发现K_2CsSb厚度远低于K_3Sb厚度,整个阴极结构应该为K_2CsSb/K_3Sb/增透层/玻璃的4层结构;仿真计算结果表明,利用该制备方法获得的K_2CsSb光电阴极厚度约为40 nm。实验中,由于K与Sb同时蒸镀时采用了不同的蒸镀比例会导致截然不同的反射率曲线走势,从而影响到K_2CsSb的量子效率差异。     

K_2SbCs光电阴极光谱响应特性模拟

为了探索高性能K_2SbCs光电阴极的特征结构,对光电阴极量子效率公式进行了推导,并利用推导出的公式对K_2SbCs光电阴极量子效率(≈30%)曲线进行拟合,得到拟合相对误差较小结构参数。另外,根据拟合结果分析了对光谱响应造成影响的因素,包括阴极厚度、光电逸出深度、阴极结构参量、光谱响应截止波长等。探索了该光电阴极结构参数范围,据此分析并设计高性能透射式K_2CsSb光电阴极。     

NEA GaN基双色集成光电阴极的理论模型与结构优化

本文设计了一种负电子亲和势Ga N基光电阴极量子级联结构的紫外-红外双色集成探测器模型,通过Nextnano与Silvaco TCAD软件研究光电阴极的量子级联层周期数、势阱层厚度、传输层Al组分、光照角度以及光进入阴极方向等。优化后的仿真结果表明：量子级联层10～20周期,p-GaN势阱层厚度为2nm,传输层Al组分为0.4,红外波段光照角度范围为120°～130°时器件探测性能好。紫外波段响应峰值波长300nm,响应度约为52.97mA/w;红外波段响应峰值波长在1.4μm～1.6μm之间,响应度约为3.92～3.96mA/w。同时仿真显示该光电阴极反射式性能优于透射式。     

常见点缺陷对硅光电池响应特性的影响

研究了硅光电池中常见点缺陷对器件在激光辐照下的响应特性的影响。根据第一性原理建立了晶胞模型,比较了空位缺陷以及含Fe, Cu杂质状态下硅材料的态密度图,在此基础上分析了常见点缺陷对硅光电池响应特性的影响。由于半导体材料对温度敏感,当光电池受激光辐照而出现温度变化时,其光电响应输出特性会发生变化。从光伏器件的光生电动势原理出发,根据响应输出模型以及一维热传导方程,计算了1 064 nm激光辐照下,空位和金属杂质两种本征点缺陷对光电池响应特性的影响规律。结果表明：空位和金属杂质两种缺陷都能够改变硅材料的能带结构和响应特性。当激光辐照波长为1 064 nm,功率密度为4×10⁵ W/cm²时,其中间隙原子为Fe时对材料的电子结构和光学性质的影响最大。此时材料吸收系数高达23 952 cm^-1,且量子效率值最大,导致光电池响应最为强烈,输出电压最小。     

基于SnS2/InSe异质结的高性能宽带光电探测器(英文)

我们报道了一种基于SnS₂/InSe垂直异质结的宽带光电探测器,其光谱范围为365-965 nm。其中,InSe作为光吸收层,有效扩展了光谱范围,SnS₂作为传输层,与InSe形成异质结,促进了电子-空穴对的分离,增强了光响应。该光电探测器在365 nm下具有813 A/W的响应度。并且,在965nm光照下它仍然具有371 A/W的高响应度,1.3×10⁵%的外量子效率,3.17×10¹² Jones的比探测率,以及27 ms的响应时间。该研究为高响应宽带光电探测器提供了一种新的方法。     

真空转移装置中透射式Ag-O-Cs光电阴极的研制

介绍了在真空转移装置中进行透射式Ag-O-Cs光电阴极制作的工艺过程,研究了阴极厚度、银膜氧化、激活温度、Cs量等对阴极性能的影响,制作了性能达到阴极灵敏度20 μA/lm以上、光谱响应范围为300～1 200 nm的光电阴极,将此阴极用于具有1 000倍以上增益的微通道板光电倍增管中,整管暗电流小于10 nA.     

石墨烯/硅异质结光电导型探测器光电响应及噪声

设计并制备了石墨烯/硅异质结光电导型光电探测器,重点分析了光电响应与噪声性能。相比纯硅光电导探测器,石墨烯/硅异质结光电导探测器对635 nm波长激光的净光电流从20μA提升至260μA,与此同时,其1 Hz噪声幅值从3.2×10^-17 A²/Hz增加至2.1×10^-16 A²/Hz。进一步比较两种探测器的相对信噪比(净光电流/1 Hz噪声幅值),发现石墨烯/硅异质结探测器的相对信噪比(1.2×10¹⁸)优于纯硅探测器的(6.3×10¹⁷)。此外,探究了石墨烯条带尺寸对于光电响应及噪声的影响,发现随着石墨烯条带长度的增加,探测器的光电响应与噪声呈下降趋势;随着石墨烯条带宽度的增加,探测器的光电响应与噪声呈上升趋势。进一步比较了不同石墨烯条带长宽比探测器的净光电流与相对信噪比,发现净光电流随着长宽比的增大而减小,而相对信噪比随着长宽比的增大而增加。此外,通过沉积Al₂O₃对探测器的噪声进行了抑制。最后,利用栅压调制...     

垂直型g-C3N4/p++-Si异质结器件的光电性能

通过旋涂法制备垂直型的g-C₃N₄/p⁺⁺-Si异质结器件,研究该异质结器件的光电特性,探索其在可见和紫外光区的光电响应规律。该器件在零偏压和反偏压下均有明显的光电响应。在-1 V偏压下器件响应度为1.52 mA/W(激光波长532 nm,光强3.82 mW/mm²),响应时间约为0.94 s,光电流开关比为1.03×10³。相比于g-C₃N₄器件,g-C₃N₄/p⁺⁺-Si异质结器件具有更高的光电灵敏度。经过分析,其光电性能的提高是由于g-C₃N₄与Si之间形成了高质量的内建电场,该内建电场有效分离了g-C₃N₄中具有高结合能的激子,从而获得高的光生电流。特别是该器件在零偏压条件下的光电流开关比仍然可达10³以上,响应速度为0.5 s,表明g-C₃N₄/p⁺⁺-Si异质结器件在自供电低噪声光电探测器领域具有很好的应用前景。     

小型高温快速大电流光电倍增管的研制

本文介绍了GDB-328型光电倍增管的原理和结构设计,研究了该管的电子光学输入系统、倍增系统、阳极输出系统、铜铍合金倍增极的敏化、高温双碱锑钾钠(NaKSb)光电阴极制作工艺等关键技术。     

场助光电阴极研究进展

对场助光电阴极的发展进行回顾,介绍了场助光电阴极的工作原理,系统总结了三种具有代表性的阴极结构,分别是InP/InGaAsP/InP、InP/InGaAs、InGaAs/InAsP/InP光电阴极。InP/InGaAsP/InP双异质结结构是场助光电阴极研究的热点,这种结构大多用于长波阈值达到1.3μm的场助光电阴极;InGaAs异质结结构相对于其他结构具有很高的灵敏度,响应时间快,有利于在条纹变像管中应用;InGaAs/InAsP/InP结构的光电阴极在InP和InGaAs之间提供一层InAsP渐变层,对延长波长阈值非常有利,通过分析不同结构的特点及应用,讨论了场助光电阴极的发展方向以及难点。