[發明專利]一種實時控制NEA GaN光電陰極量子效率的方法

在審

• 申請號: 202210484320.3
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN115020168A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王曉暉;張世博;王振營
• 申請（專利權）人: 電子科技大學長三角研究院（湖州）
• 主分類號: H01J9/12
• 分類號: H01J9/12;H01J1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種實時控制NEA GaN光電陰極量子效率的方法。具體方法為：步驟1、建立溫度校準模型；步驟2、測量GaN光電陰極樣品的量子效率QE₀、波長λ₀和溫度T₀，根據數據擬合樣品參數；步驟3、將工作時的光波長λ、目標量子效率QE及擬合得到的樣品參數輸入到之前建立的溫度校準模型中計算出理論溫度T₁；步驟4、設定偏離度為S，測量T₁溫度下的GaN光電陰極量子效率QE₁并計算得到偏離度S₁，若S₁小于設定的偏離度S，輸出溫度T＝T₁，若S₁大于設定值，則根據T₁，QE₁繼續擬合樣品參數并修正，再次計算得到溫度T₂，測量T₂條件下的量子效率QE₂并比較偏離度S₂和設定值S；步驟5、循環上述步驟，直至偏離度小于設定值，輸出目標量子效率QE對應的最佳溫度T。本發明能夠通過自動調節溫度來實時控制NEA GaN光電陰極的量子效率，具有自校準功能以及靈活可變的特點，提升了NEA GaN光電陰極的工作性能。

技術領域

本發明屬于半導體光電子器件領域，具體講述一種實時控制NEA GaN光電陰極量子效率的方法。

背景技術

光電陰極是基于光電效應發射電子的一種裝置，它在軍用和民用方面都具有重要的應用價值和發展前景，比如：探測器、火災報警、生物傳感器等。GaN作為第三代半導體，具有禁帶寬度大、量子效率高、化學物理性質穩定等優點，它的這些優點展現了極好的電子遷移和躍遷特性，近年來已成為光電陰極研究的熱點。目前通過在GaN光電陰極表面吸附Cs/O層，造成能帶的彎曲，從而使導帶底部高于真空能級，形成了所謂的負電子親和勢，使電子更容易逸出到真空中，從而提高GaN光電陰極的量子效率，這就是目前常用的NEA GaN光電陰極。

衡量NEA GaN光電陰極性能的一個重要參數就是量子效率，量子效率的定義為單位時間內產生的平均光電子數與入射光子數之比，實際中可以由輸出的光電流與入射光子流計算得到，它與很多因素有關，比如入射的光子能量，溫度等因素。使用NEA GaN光電陰極時，往往需要一個穩定的電子流輸出，在不改變外部條件時，就要保證光電陰極量子效率的穩定，然而在使用過程中，隨著GaN光電陰極表面Cs/O層的脫落，量子效率迅速下降，因此如何穩定NEA GaN光電陰極的量子效率成為了亟待解決的問題。

發明內容

針對上述問題，通過建立溫度校準模型，本發明的目的在于提供一種實時控制NEAGaN光電陰極量子效率的方法，使NEA GaN光電陰極的量子效率盡可能地可控和保持穩定。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種實時控制NEA GaN光電陰極量子效率的方法，包括以下步驟：

步驟1、建立溫度校準模型；

步驟2、測量GaN光電陰極樣品的量子效率QE₀、波長λ₀和溫度T₀，根據數據擬合樣品參數；

步驟3、將工作時的光波長λ、目標量子效率QE及擬合得到的樣品參數輸入到之前建立的溫度校準模型中計算出理論溫度T₁；

步驟4、設定偏離度為S，測量T₁溫度下的GaN光電陰極量子效率QE₁并計算得到偏離度S₁，若S₁小于設定的偏離度S，輸出溫度T＝T₁，若S₁大于設定值，則根據T₁，QE₁繼續擬合樣品參數并修正，之后重復步驟3再次計算得到溫度T₂，測量T₂條件下的量子效率QE₂并比較偏離度S₂和設定值；

步驟5、循環上述步驟，直至偏離度小于設定值，輸出對應量子效率QE的最佳溫度T。