[发明专利]峰值响应在532 nm敏感的反射式GaAlAs光电阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种峰值响应在532 nm敏感的反射式GaAlAs光电阴极，其特征在于：该阴极自下而上依此由GaAs衬底（1）、Ga_1-x1Al_x1As缓冲层（2）、Ga_1-x2Al_x2As掺杂浓度渐变发射层（3）以及Cs/O激活层（4）叠加而成。

2.根据权利要求书1所述的峰值响应在532 nm敏感的反射式GaAlAs光电阴极，其特征在于：所述Ga_1-x1Al_x1As缓冲层（2）的Al组分为x1，满足0.75≤x1≤0.90；所述Ga_1-x1Al_x1As缓冲层（2）的总厚度在20~2000 nm之间；采用均匀掺杂方式，掺杂原子为Zn或Be，掺杂浓度均为1.0×10¹⁹ cm^-3。

3.根据权利要求书1所述的峰值响应在532 nm敏感的反射式GaAlAs光电阴极，其特征在于：所述Ga_1-x2Al_x2As掺杂浓度渐变发射层（3）的Al组分为x2，满足0.60≤x2≤0.68；所述Ga_1-x2Al_x2As掺杂浓度渐变发射层（3）由n个p型Ga_1-xAl_xAs外延材料构成的单元层组成，n≥2，每个单元层厚度在40~1000 nm之间，Ga_1-x2Al_x2As掺杂浓度渐变发射层（3）的总厚度在100~3000 nm之间；所述n个单元的掺杂原子为Zn或Be，由下向上各单元层的掺杂浓度由内表面到外表面满足：1.0×10¹⁹ cm^-3 ≥ N₁ > N₂ > …… > N_n ≥ 1.0×10¹⁸ cm^-3，N为单元层的掺杂浓度。

4.根据权利要求书1所述的峰值响应在532 nm敏感的反射式GaAlAs光电阴极，其特征在于：所述Cs/O激活层（4）通过超高真空激活工艺紧密吸附在p型Ga_1-x2Al_x2As掺杂浓度渐变发射层（3）的表面上。

5.一种峰值响应在532 nm敏感的反射式GaAlAs光电阴极制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）在抛光的GaAs衬底表面，通过半导体材料的外延生长工艺生长p型Ga_1-x1Al_x1As缓冲层；

（2）再通过相同的外延生长工艺以及半导体材料变掺杂技术，在Ga_1-x1Al_x1As缓冲层外延生长p型Ga_1-x2Al_x2As掺杂浓度渐变发射层；

（3）Ga_1-x2Al_x2As发射层上外延生长厚度不大于100nm的p型GaAs保护层（5）；

（4）经过化学腐蚀去掉GaAlAs光电阴极组件的GaAs保护层（5），再送入超高真空系统中进行加热净化，使p型Ga_1-x2Al_x2As掺杂浓度渐变发射层获得原子级洁净表面；

（5）通过超高真空激活工艺使p型Ga_1-x2Al_x2As掺杂浓度渐变发射层表面吸附Cs/O激活层。