[發(fā)明專利]一種具有超晶格結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN光電陰極的制備方法

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• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN113451087A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉暉;張世博;班啟沛;王振營;張翔
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01J1/34
• 分類號(hào): H01J1/34;H01J9/12;H01J40/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有超晶格結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN光電陰極，其特征在于：該光電陰極自下而上由襯底層(1)、緩沖層(2)、由AlGaN和GaN組成的超晶格發(fā)射層(3)以及Cs或者Cs/O激活層(4)組成，所述的超晶格發(fā)射層由緩沖層向上生長出AlGaN，然后在其上方再生長出GaN，組成超晶格結(jié)構(gòu)，當(dāng)生長出來6到12對AlGaN/GaN后，緊接著覆蓋一層激活層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有超晶格結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN光電陰極，其特征在于：所述襯底(1)為藍(lán)寶石、硅、碳化硅等材料中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有超晶格結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN光電陰極，其特征在于：所述AlGaN/GaN超晶格發(fā)射層(3)每個(gè)周期的厚度約為10到20nm，發(fā)射層總厚度約為100到200nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有超晶格結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN光電陰極，其特征在于：Cs或者Cs/O激活層(4)通過超高真空激活工藝緊密吸附在超晶格發(fā)射層(3)的表面上。

5.一種具有超晶格結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN光電陰極的制備方法，其特征在于步驟如下：

步驟一，將藍(lán)寶石、硅、碳化硅等材料進(jìn)行單面或雙面拋光，按照尺寸進(jìn)行激光切割，制備成光電陰極的襯底層；

步驟二，外延生長緩沖層，緩沖層可選用AlN、AlGaN中的一種，利用MOCVD或MBE的方法外延出生長厚度為10到100nm的緩沖層；

步驟三，利用MOCVD或MBE的方法在緩沖層表面外延生長p型摻雜的AlGaN/GaN超晶格發(fā)射層：首先在緩沖層外延生長AlGaN層；然后繼續(xù)外延生長GaN層，該GaN層與AlGaN層構(gòu)成超晶格的一個(gè)周期；重復(fù)生長6到12個(gè)周期，形成AlGaN/GaN超晶格電子發(fā)射層；

步驟四，將生長的p型AlGaN/GaN超晶格電子發(fā)射層進(jìn)行化學(xué)清洗，去除表面的有機(jī)污染物和氧化物，再送入真空系統(tǒng)中通過高溫退火處理進(jìn)一步清潔其表面，使p型AlGaN/GaN超晶格電子發(fā)射層的表面達(dá)到原子級(jí)潔凈程度；

步驟五，通過超高真空激活工藝使Cs和O吸附到p型AlGaN/GaN超晶格電子發(fā)射層表面上，形成Cs或Cs/O激活層，從而得到具有超晶格結(jié)構(gòu)AlGaN/GaN光電陰極。