-氧-铯”(Ag-O-Cs)光电发射材料，这种光电发射材料它比以往材料高更的量子效率和整个 对中红光和可见光段光谱都是敏感。1958 年，著名科学家 W。 E。Spicer 提出“三步模型”理论 [2-5]，这为光电发射研究领域和光电阴极的研究奠定了基础。1965 年，J。 J。 Scheer 和 J。 Vanlaar Laar 发表了题目为“GaAs-Cs：一个新型光电发射体”的论文，首次证实了以往科学家猜测 的，电子亲和势可以为负的理论，在光电发射领域提出了一个全新的光电发射材料[7]。“反转 结构”的发明使得光电阴极的研究有了突破性的发展。1975 年，第一支 NEA 光电阴极[8]是 由美国 Varian 公司首先利用“反转结构”制备而成的，此后随着国际上直拉单晶法和外延技 术的快速发展，国内外研究机构都开始对光电阴极结构设计、光电发射和材料制备等方面开 始对 GaAs 光电阴极进行了研究。 

1。2 国内外 GaAs 光电阴极发展状况和性能比较论文网

1。3 透射式 GaAs 光电阴制备基础

在 GaAs 阴极材料的制备方面，其主要方法有：⑴直拉单晶法，⑵外延生长法。其中外延 生长法适用于阴极材料生长的包括两大类：⑴分子束外延(MBE)，⑵金属有机化合物气相沉积 (MOCVD)，因为这两种方法都能生长出性能优良的薄膜材料，所以目前国内为大数都采用这 两种方法制备 GaAs 光电阴极的阴极材料。 

1。4 本课题的主要工作 

(1)学习 Al 组份窗口层的透射式 GaAs 光电阴极理论知识 

本课题是在学习和掌握透射式 GaAs 光电阴极的光电发射原理，在理解半导体异质结能 带理论和少数载流子漂移扩散连续性方程的前提下，分析蓝延伸透射式 GaAs 光电阴极的结 构和工作原理，掌握 Al 组分窗口层的透射式 GaAs 光电阴极的量子效率公式[11-15]。 (2)编写软件能够实现变 Al 组份窗口层的透射式 GaAs 光电阴极的量子效率的计算 

利用理论上的变 Al 组分窗口层的透射式 GaAs 光电阴极的量子效率公式，使用 MATLAB 编程软件编写一个仿真软件，它能够实现对出变 Al 组分窗口层的透射式 GaAs 光电阴极的量 子效率仿的计算，同时分析光电阴极的一些性能参数对它量子效率的影响。 

2 透射式 GaAs 光电阴极理论基础

2。1 透射式 GaAs 光电阴极的基本结构

目前在透射式 GaAs 光电阴极的结构制备方面，国内外大多数都采用“反转结构”来制 备。目前常见的透射式 GaAs 光电阴极的模块结构如下图 2。1 所示，主要包括四大模块，① 玻璃面板，②Si3N4 缓冲层，③Ga1-xAlxAs 窗口层，④GaAs 发射层。下图中还画出来的各个分 层，会在最终的阴极制备中腐蚀掉。 

图 2。1 光电阴极的结构示意图

在透射式 GaAs 光电阴极从设计结构到制造成品的整个过程中，光电阴极各个组件的制 造是非常重要的技术工艺，一般都是主要由以下几个工艺过程组成：①阴极玻璃窗黑化；② 抗反射 Si3N4 膜的制作；③将窗口玻璃层粘接在阴极材料上；④欧姆接触电极的制作。

2。2 GaAs 光电阴极光电发射过程

在“三步模型”理论没有提出的时候，人们都认为光电阴极完成光电转化和光电发射过 程是在光电阴极的表面，科学家 Spicer 通过研究光电阴极的结构、整体的工作过程，提出了 “三步模型”理论[46,47],他指出光电阴极从吸收光子到最后发射电子的整个过程主要由三步构 成：