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摘要本文围绕透射式GaAs光电阴极的光学性能与光电发射性能开展研究。在理解薄膜光学多层膜的矩阵理论以及一文少数载流子连续性方程的前提下，推导了光电阴极的多层结构包括玻璃基底、Si3N4增透层、Ga1-xAlxAs窗口层和GaAs发射层的光学性能计算公式，之后利用MATLAB语言编写薄窗口层透射式GaAs光电阴极光电发射性能仿真软件，通过输入特定的膜系厚度参数，由软件计算后得出光电阴极的光学性能与光电发射性能曲线。通过此软件实现了透射式光电阴极光学性能与光电发射性能的自动测试。28575
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关键词 GaAs 光电阴极 透射式 光学性能 光电发射性能 透射式 量子效率
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Research on photoemission performances of thin window layer transmission-mode GaAs photocathode
Abstract
This paper focuses on The researches on the optical performance and photoemission performance theories of transmission-mode GaAs photocathode.The formula of optical performance for photocathode layered structure comprising the glass substrate,Si3N4 antireflection layer, Ga1-xAlxAs window layer and GaAs emitter layer of the transmission-mode GaAs photocathode calculation was derived under the circumstances of understanding the thin film optical theory and the one-dimensional continuity equation of minority carrier .Then the software on photoemission performance simulation of the thin window layer transmission-mode photocathode was compiled using MATLAB language.By entering specific parameters of the film system thickness,optical performance and photoemission performance curve of the photocathode was given by the software after the calculation.This software enables the transmission photocathode optical performance and photoemission performance automated measurement.
Keywords optical performance photoemission performance GaAs photocathode transmission-mode quantum efficiency
目 次
1 绪论 1
1.1 负电子亲和势光电阴极发展历史概述1
1.2 国内外GaAs光电阴极性能研究现状2
1.3 本文研究背景和主要工作3
2 薄窗口层透射式GaAs光电阴极的光学性能理论与光电发射性能理论…4
2.1 薄窗口层透射式GaAs光电阴极结构介绍4
2.2 薄窗口层透射式GaAs光电阴极光学性能的理论…4
2.3 薄窗口层透射式GaAs光电阴极发射性能的理论…7
2.4 本章小结12
3 薄窗口层透射式GaAs光电阴极的性能测试软件编写 13
3.1 软件编写思路… 13
3.2 光学性能测试软件的编写…14
3.3 光学发射性能测试软件的编写…15
4 薄窗口层GaAs光电阴极的性能仿真17
结论 25
致谢 26
参考文献27
1 绪论
1.1 负电子亲和势光电阴极发展历史概述
在1887年光电效应被发现之后，光电阴极作为一种电子发射源开始被广泛研究。最初用于制作光电阴极的是以碱金属为代表的金属材料，但是金属的光电发射量子效率都比较低，由于大多数金属的光谱响应良好的范围都在紫外波波段，因此比较适合用于制造紫外探测器。于二十世纪三四十年代左右开始，固体物理学及其附属学科的快速发展使得半导体物理类材料的光电阴极开始进入到了专家学者们的视野。因为金属在可见光范围对光线的反射率较高使得入射光的吸收率较小，而半导体在此波段有比较高的吸收系数，因此从光子吸收的角度而言，半导体比金属更适合用于制作光电阴极。1958年，Spicer提出半导体的光电发射“三步模型”理论之后，研究者们提出了负电子亲和势（NEA）的概念[1]。由于负电子亲和势光电阴极与之前的光电阴极相比光电阴极的量子效率更高、暗发射更小、以及在可见光波段、近红外波段和红外波段范围内都具备有更加优良的响应性能，因此NEA GaAs光电阴极很快地就成为了光电转换器件领域的主要研究对象[2]。图1.1给出了NEA GaAs光电阴极与正电子亲和势（PEA）光电阴极的量子效率比较[3]，从图中数据可以得出NEA GaAs光电阴极在入射光为可见光的光波段和近红外光波波段都具备有更高的量子效率。