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GaAlAs/GaAs（100）（2×4）光阴极表面模型与势能计算

作　者: 侯瑞丽
导　师: 常本康
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: NEA光电阴极第一性原理激活表面模型表面吸附
分类号: O462.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 21次
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内容摘要

负电子亲和势(NEA)光电阴极,由于其优异的性能,自从发现以后一直受到各国广泛的关注和研究。目前我国在光电阴极研制方面进行了大量的研究工作,但是与国外的先进水平相比仍存在较大差距。为了提高GaAs光电阴极的性能,本文对GaAs光电阴极的激活过程进行了理论方面的研究,主要内容如下：首先,利用软件编程计算了Cs吸附于GaAs表面时的表面势能曲线,分析了该曲线与实验间的误差以及引起误差的原因。其次,构建了Cs在GaAs(100)面β2型(2×4)重构表面的吸附模型,计算了Cs在重构表面的台脚和洞穴处的吸附位置,并由此引起的能带结构和态密度的变化。最后,计算了Cs吸附于阴极表面后Zn和Cs的极化和带电量,计算结果和实验相吻合。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 NEA光电阴极的发展概述  7
  1.2 GaAs光电阴极的研究现状  7-10
    1.2.1 GaAs光电阴极的制备工艺  8-9
    1.2.2 GaAs光电阴极的表面模型  9-10
    1.2.3 GaAs光电阴极的应用  10
  1.3 本文的研究背景和意义  10-11
  1.4 本文的主要工作  11-13
2 GaAs光电阴极的理论基础  13-21
  2.1 GaAs材料基础  13-17
    2.1.1 GaAs晶体  13-14
    2.1.2 GaAs阴极的表面结构和表面态  14-16
    2.1.3 GaAs表面吸附的研究  16
    2.1.4 表面能带弯曲对逸出功的影响  16-17
  2.2 GaAs光电阴极的光电发射过程  17-21
    2.2.1 光电子激发  17-18
    2.2.2 光电子向阴极表面的输运  18
    2.2.3 光电子在阴极表面的势垒隧穿  18-21
3 基于[GaAs(Zn)-Cs]:O-Cs模型的研究  21-30
  3.1 [GaAs(Zn):Cs]:O-Cs模型的介绍  21-24
  3.2 [GaAs(Zn):Cs]:O-Cs模型结构  24-30
    3.2.1 GaAs(2×4)的表面重构模型  24-26
    3.2.2 Cs吸附于GaAs(2×4)重构表面的模型  26-30
4 基于[GaAs(Zn)-Cs]:O-Cs模型的库伦计算  30-38
  4.1 Cs、O激活过程  30-32
  4.2 [Ga_(N-1)As_N(Zn)]-Cs偶极层的势能计算  32-36
    4.2.1 构建模型  32-33
    4.2.2 模拟计算  33-35
    4.2.3 计算结果及讨论  35-36
  4.3 误差分析  36-38
5 基于GaAs(2×4)重构模型的第一性原理计算  38-46
  5.1 关于第一性原理的基本理论  38-40
  5.2 重构模型的能带结构和态密度  40-43
    5.2.1 GaAs晶体的能带和态密度计算  40-42
    5.2.2 GaAsβ_2型(2×4)重构表面的态密度计算  42
    5.2.3 Zn掺杂后GaAs(2×4)重构表面的态密度计算  42-43
    5.2.4 Cs吸附在Zn掺杂的GaAs(2×4)重构表面的态密度计算  43
  5.3 Zn和Cs在模型中的电荷变化  43-46
    5.3.1 Zn掺杂前后的电荷变化  43-44
    5.3.2 Cs吸附前后的电荷变化  44
    5.3.3 Cs的吸附能  44-46
6 结束语  46-47
  6.1 本文工作总结  46
  6.2 有待进一步开展的工作  46-47
致谢  47-48
参考文献  48-50

GaAlAs/GaAs（100）（2×4）光阴极表面模型与势能计算

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