金属膜-介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极及制备方法技术

本发明专利技术涉及真空光电发射及应用技术领域，公开金属膜‑介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极及其制备方法，包括衬底、高反射率金属膜、介质共振腔、窗口层、半导体光电发射有源层和负电子亲和势激活层从下往上依次设置。选择晶圆作为衬底；在衬底上腐蚀阻挡层、光电发射有源层、窗口层和介质共振腔；生长高反射率金属层；准备晶圆键合衬底；将衬底外延片与晶圆键合衬底进行键合；将完成晶圆键合的样片放置于硝酸/双氧水溶液；浸泡；去除腐蚀阻挡层；样品浸入混合溶液，冲洗，吹干，高温加热；进行铯/氧激活；制备铯/氧激活层。增强光吸收，实现高光吸收，改善光电阴极的光电发射量子效率和电子束品质，改善光电阴极的QE、响应速度等性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及真空光电发射及应用，具体是金属膜-介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极及制备方法。

技术介绍

1、以砷化镓(gaas)为代表的负电子亲合势(nea)光电阴极具有高量子效率(qe)、宽响应波段、可发射自旋极化电子等优势，在加速器电子源、微光探测、低能电子衍射表征等领域具有独特应用价值，是光电发射领域的研究热点。随着电子加速器、空间与深海探测等技术的迅速发展，对应用于此的负电子亲合势光电阴极量子效率(qe)、发射度、响应速度等关键性能提出了更高要求，如何提升这些指标性能成为光电发射领域的前沿热点和难点。

2、负电子亲合势光电阴极在780纳米和532纳米波长分别能实现最高自旋极化度和低损耗光传输，在自旋极化电子学、微光探测等领域具有战略价值。然而，负电子亲合势光电阴极在与其本征吸收带边接近的780纳米波长处吸收系数很低，光吸收与电输运对有源层厚度的要求相反，低qe和拖尾效应仍是限制其应用的重要因素。采用应变超晶格解除轻、重空穴简并态可以实现100％的理论极化度，但受应力限制其厚度不超过100纳米，远低于780纳米波长的光吸收深度，阴极性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.金属膜-介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极，包括衬底、高反射率金属膜、介质共振腔、窗口层、半导体光电发射有源层、负电子亲和势激活层，其特征在于：所述衬底、高反射率金属膜、介质共振腔、窗口层、半导体光电发射有源层和负电子亲和势激活层从下往上依次设置。

2.金属膜-介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极，其特征在于：所述衬底材料是硅(Si)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)中的一种，或者是二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化锡铟(ITO)、三氧化二铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)中的一种，所述衬底的厚...

【技术特征摘要】

1.金属膜-介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极，包括衬底、高反射率金属膜、介质共振腔、窗口层、半导体光电发射有源层、负电子亲和势激活层，其特征在于：所述衬底、高反射率金属膜、介质共振腔、窗口层、半导体光电发射有源层和负电子亲和势激活层从下往上依次设置。

2.金属膜-介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极，其特征在于：所述衬底材料是硅(si)、砷化镓(gaas)、磷化铟(inp)、磷化镓(gap)、氮化镓(gan)、氧化锌(zno)中的一种，或者是二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化锡铟(ito)、三氧化二铝(al2o3)、二氧化钛(tio2)中的一种，所述衬底的厚度在100～3000微米之间。

3.金属膜-介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极，其特征在于：所述高反射率金属薄膜材料是银(ag)、铝(al)、金(au)中的任意一种，所述高反射率金属薄膜的厚度在100～1000纳米之间。

4.金属膜-介质共振腔增强型负电子亲合势光电阴极，其特征在于：所述介质共振腔材料是二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化锡铟(ito)、三氧化二铝(al2o3)、二氧化钛(tio2)、铝镓砷(alxg...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭新村，邹继军，汤彬，邓文娟，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：