尽管几十年都在发展NEA光电技术，对真空度在半导体表面上的降低的基本理解仍然不 明朗，特别是有关的氧的具体作用。 NEA光电阴极的一个重要的实际限制是NEA表面有限的 生命时间，这要求NEA需要重复制备。这些阴极的续航时间比碱金属锑化物阴极的短得多， 这也是选加速器的标准。

1。1。2 GaAs NEA 光电阴极的应用

NEA 光电阴极的发现是光电阴极发展史上重要的里程碑。最先做成 NEA 光电阴极是 GaAs 半导体，这也是目前应用得最广泛、研究得最充分的 NEA 光电阴极。由于 GaAs NEA 光电阴极具有量子效率高，光谱响应范围宽而均匀，发射的电子能量小，出射电子的角度集 中，暗电流小等优点，使其在光电倍增管，夜视器件中获得了广泛应用。特别在夜视技术领 域，以 GaAs NEA 光电阴极为标志和关键部件的三代微光像增强器，与用多碱光电阴极相比， 这类像增强器大大扩展了夜视仪器的长波阈，将仪器的视距提高了 1．5～2 倍，改善了观察

效果，开拓了微光夜视仪在远距离侦察、夜航和卫星定位等方面的应用[5]。

1。1。3 GaAs N EA 光电阴极材料的制备技术

NEA光电阴极量子效率高，发射电子的能量分布及角分布集中，长波阈可调，长波响应 扩展潜力大等, 具有负电子亲和势GaAs光电阴极表面相关的半导体（NEA）因其可能运用于 加速器、自由电子激光、电子显微镜等其他方面，所以自一发现以来便备受瞩目，并很快成 了光电阴极研究的主攻方向。各国的研究人员从材料选择、制备工艺、发射结构和机理等方 面对NEA光电阴极进行了广泛而深入的研究，形成了比较完善的理论体系和成熟的制备技术。 NEA光电阴极的制备工艺不同于普通的光电阴极，它可以分为外延层的生长，表面净化处理 和表面激活。

a。外延层的生长

为了获得一个优良的 GaAs NEA 光电阴极材料，对其材料本身要求很高，要尽可能是完 美的单晶，其表面要均匀，掺杂度适中，错位密度要小。为达到这些要求，最先使用的是真 空解理的方法，但性能效果并不理想，到后来又有了外延生长的方法，这使得阴极性能有了 很大的提升。早期生长 NEA 光电阴极的外延层主要有四种：汽相外延(VPE)[6]，液相外延 (LPE)[7]，汽相和液相的混合外延法(hybrid)[8]，分子束外延(MBE)[9]。但由于这些技术存在着 一些缺点（生长温度高、生长速度过快、生长厚度和均匀性很难控制以及生长样品尺寸小）， 很难生长出亚微米，甚至纳米尺寸的多层结构，近年来，一种新型方法—金属有机化合物汽 相淀积法(MOCVD 或 MOVPE)[10]克服了这些缺点，它可以用来进行大面积、均匀、超薄、多 层的半导体生长，是当前研制和生产 NEA 光电阴极最成功的方法。法国的 LEP 实验室曾用 这种方法制造透射式 NEA 光电阴极，其积分灵敏度可高达 1500 u A／lm。

b。表面净化处理 GaAs光电阴极激活前必须进行净化清洗处理以除去表面的杂质。表面净化的方法有三

种，分别为加热法，氩离子轰击法和氢原子净化技术。加热法和氩离子轰击法都会造成表面 粗糙，从而导致自旋极化电子极化率下降和电子发射角变大，降低了量子效率。氢原子净化 技术无需对阴极进行化学清洗，能在400℃下有效的除去阴极表面的污物，从而表面光滑平整， 但此法激活出的阴极灵敏度不是很高。文献综述

c。表面激活

表面激活实质是使材料表面的逸出功降低以达到负电子亲和势状态。常用到的低逸出功 材料便是Cs和O。发展到现在，现有这几种典型的激活工艺：