《p型指數摻雜GaN光電材料的原子層沉積生長與陰極研製》是依託電子科技大學,由王曉暉擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：p型指數摻雜GaN光電材料的原子層沉積生長與陰極研製
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王曉暉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
GaN基紫外光電陰極由於其寬禁帶、耐腐蝕、耐高壓等特點在光電子器件研究中受到了廣泛關注，並成為當下研究的熱點。目前，難以提高p型GaN材料中的電子擴散長度已經成為制約其性能的關鍵因素。本項目提出了p型摻雜濃度沿材料厚度方向成指數變化的GaN光電陰極結構，相比之前均勻摻雜，此結構可以使GaN能帶產生線性彎曲，並形成內建電場，使得光生電子可以同時在擴散和漂移兩種機製作用下向材料表面輸運，有效地提高了電子擴散長度；為了達到在納米厚度的量級上對摻雜濃度進行精確控制，採用了原子層沉積技術進行p型指數摻雜結構GaN光電陰極材料的生長，解決了利用傳統生長方法難以獲得此結構的問題，最終提高了GaN紫外光電陰極的光電發射性能。這種高性能的指數摻雜GaN光電陰極在紫外探測、平板印刷等領域具有廣闊的套用前景和重要價值。
結題摘要
GaN光電陰極是滿足微弱紫外探測要求的非常理想的新型紫外光電陰極，在紫外真空探測、高能物理、微電子技術、電子束平面印刷以及電子顯微鏡等領域有廣泛套用。目前GaN光電陰極面臨的最大問題是難以同時提高其電子擴散長度和電子逸出幾率，在GaN光電發射材料的結構設計與生長時，很難同時兼顧這兩個重要的性能指標。 本研究建立了NEA GaN光電陰極表面發射模型：[GaN(Mg) - Cs] : [O - Cs]，利用ALD成功生長了GaN光電發射材料，通過Delta摻雜結構的方法，使得GaN光電發射材料的載流子濃度從均勻摻雜的3.3×1017 cm-3提高到8.7×1017 cm-3，電子逸出幾率從0.13提高到0.51，電子擴散長度從159 nm提高到258 nm，最終的量子效率最大值從7%提高到24%。 本項目的研究結果為GaN基紫外探測技術的發展和研究提供了一定的理論基礎，實驗上從電子逸出幾率、電子擴散長度、以及最終的量子效率都有了一定程度的提高。
