[发明专利]一种提高GaAs光电阴极量子效率和寿命的激活方法

说明书

本发明公开了一种提高GaAs光电阴极量子效率和寿命的激活方法，即在超高真空激活系统中，采用波长为532nm的单色光源替代传统的卤坞灯光源进行激活。其激活步骤包括：1.对待激活的GaAs样品进行化学清洗；2.对化学清洗后的样品进行高温净化；3.采用波长为532nm的单色光源照射阴极表面，通过Cs源持续，氧源断续的工艺对样品进行激活。通过上述方法所获得的GaAs光电阴极在量子效应和稳定性上都有了明显提高。

技术领域

本发明涉及一种在制备负电子亲和势半导体光电发射材料过程中采用单色光进行激活的方法，特别涉及一种能提高GaAs光电阴极量子效应和寿命的激活方法。

背景技术

砷化镓(GaAs)光电阴极作为一种负电子亲和势光电阴极，能把肉眼难以分辨的微弱光信号转换为电信号，其具有较好的光电性能和广阔的前景。为了获得高的量子效应和较长的寿命，它对制备方法以及制作设备的真空度和表面的净化程度具有极高的要求。就目前来说，阴极的稳定性仍需要进一步提高，即最大限度地减缓阴极量子效率随时间的衰减速率。而GaAs光电阴极的稳定性主要取决于表面激活层与GaAs表面的相互作用，表面激活层是否失效与系统真空度、激活源种类和纯度、表面激活工艺等因素密切相关，因此研发一种能够提高GaAs 光电阴极寿命的激活工艺对于研制高性能的微光像增强器具有重要意义。

而光照条件作为激活过程中一个重要因素，在很大程度上会影响Cs、O在阴极表面的吸附效果，进而影响GaAs光电阴极的量子效应和寿命。在传统的激活方法中，一般是采用一个照度为100勒克斯的卤钨灯垂直照射阴极面。但是采用卤钨灯作为光照条件的激活方法得到的GaAs光电阴极在量子效应和稳定性上都还有很大的提升空间，尤其是在阴极寿命上，并不令人满意。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用单色光作为光照条件的激活方法，能够使 GaAs光电阴极具有较高量子效率和稳定性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种提高GaAs光电阴极量子效率和寿命的激活方法，包括以下步骤：

步骤1、对待激活样品进行化学清洗；

步骤2、对化学清洗后的样品进行高温净化；

步骤3、以波长为532nm的单色光源照射光电阴极表面，开启铯源并始终保持开启状态，光电流逐渐上升；

步骤4、光电流达到峰值并下降，当下降到峰值的75％—85％时开启氧源，在光电流出现新的峰值时关闭氧源；

步骤5、重复步骤4，直到光电流的峰值电流不再增加时，先后关闭氧源和铯源，结束激活过程。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：1)相对于传统激活方法，本发明的单色光照射激活的光电流增长速度比卤钨灯照射激活的要快且能获得更高的阴极量子效率；2)本发明提供的激活方法所获得的GaAs光电阴极寿命更长，且补Cs后的稳定性也较传统方法更高。

附图说明

图1为本发明的激活流程图。

图2为本发明和传统方法激活在激活过程中样品表面光电流的变化曲线。

图3为本发明和传统方法激活后GaAs阴极样品的量子效应曲线对比图。

图4为本发明与传统方法激活后GaAs阴极样品的光电流衰减对比图。

图5为本发明与传统方法激活后GaAs阴极样品补Cs后量子效应曲线流对比图。

图6为本发明与传统方法激活后GaAs阴极样品补Cs后光电流衰减对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。