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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

gan材料是一种具有宽禁带、低介电常数、耐腐蚀、耐高温、抗辐射等优良特性的半导体材料，被誉为是继si、gaas之后的第三代半导体材料，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。基于负电子亲和势的gan光电阴极具有量子效率高、暗电流小、发射电子能量分布集中等优点，常温下gan的禁带宽度达到了3.4 ev，对应的阈值波长为365 nm，对可见光不发生光电效应，具有天然的“日盲”特性，所以gan光电阴极是满足微弱紫外探测要求的非常理想的新型紫外光电阴极，在紫外真空探测、高能物理、微电子技术、电子束平面印刷以及电子显微镜等领域有广泛应用，基于nea gan光电阴极的紫外探测器在天文观测、航空航天、导弹预警、高能物理、臭氧监测、海上油污监控、火灾监测等领域中有重要的应用价值，在探索宇宙奥秘等诸多方面发挥作用。从目前国内外的研究情况来看，无论在最高量子效率的绝对值还是最高量子效率出现的波长范围上，我们的水平与国外尚有很大的差距，发展的空间也很大。

目前关于gan(0001)表面负电子亲和势的形成机理研究尚不完善，没有一个合适的模型用来解释激活中的cs、o吸附过程；不同结构gan光电阴极的性能需要研究，从而对gan光电阴极的结构进行优化；nea gan光电阴极的制备工艺需要探索，通过大量实验获得并确定gan表面净化及激活工艺，使其性能达到最优。

本文在上述项目的支持下，进一步完善nea gan光电阴极光电的发射理论，优化gan光电阴极的结构和制备工艺，提高nea gan光电阴极的量子效率，对研制高性能的半导体紫外光电发射材料、利用先进的智能检测技术提高激活工艺水平和制备高性能的真空紫外探测器件等都具有重要的意义，同时为我国参与世界空间紫外天文台科学计划，使我国融入紫外天文观测的国际大潮奠定基础。

国内外研究现状

近年来，国内外都非常重视nea gan光电阴极的研究，同时由于gan基半导体材料在薄膜和单晶生长技术等方面的重大技术突破，获得高质量、高性能gan材料的瓶颈问题得到了解决，进一步促进了gan光电阴极的发展。美国和日本在gan基紫外真空探测技术的理论研究和器件研制方面投入了大量的人力、物力。仅在2002年，美国政府用于gan相关研发的财政预算超过5500万美元，通用、飞利浦、agilent等国际公司都已经启动了大规模的商业开发计划。美国市场调查公司预测，即使最保守发展，2009年世界gan器件市场将达到48亿美元的销售额。专家认为，新的gan应用产品的出现和电子器件向光电乃至光子器件升级等因素，将使未来gan市场很有可能呈突变性急剧增长态势。

国内对光电阴极的研究始于上个世纪七十年代，经历了多碱光电阴极、gaas光电阴极的研究，在当前各方面对紫外光电阴极需求的背景下，很多研究机构都开始了gan光电阴极的研究，目前从事gan阴极研究的机构有中国电子科技集团公司第五十五研究所、重庆大学以及南京理工大学等，虽然国内开始研究的时间落后于国外，但在之前光电阴极研究的基础上，国内gan光电阴极的发展速度很快。

2. 研究的基本内容

了解NEA GaN光电阴极的应用前景及研究现状，明确NEA GaN光电阴极的组件结构，根据前人已推导得到的反射式和透射式GaN光电阴极的量子效率公式，讨论各性能参数对阴极量子效率的影响，并对已获得的实验曲线进行拟合，撰写完整的论文。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

一：了解研究背景、意义。

确定研究内容、目标、系统总体结构和框架。

从图书馆和网上查阅相关资料，翻译外文文献一篇。

4. 参考文献

xiaohui wang, benkang chang, ling ren, and pin gao. influence of the p-type doping concentration on reflection-mode gan photocathode, applied physics letter, 2011, vol. 98: 082109.

2. xiaohui wang, benkang chang, du yujie, qiao jianliang. quantum efficiency of gan photocathode under different illumination, applied physics letter, 2011, vol. 99: 042102.

3.wang xiao-hui, shi feng, guo hui, hu cang-lu, cheng hong-chang, chang ben-kang, ren ling, du yu-jie, and zhang jun-ju. the optimal thickness of transmission-mode gan photocathode, chinese physics b. 2012, vol.21 (8): 087901.

4.wang xiao-hui, gao pin, wang hong-gang, li biao, chang ben-kang. influence of the wet chemical cleaning on quantum efficiency of gan photocathode. chinese physics b. 2013, vol.22 (2): 027901.