Формирование атомарно-гладкой эмитирующей поверхности полупрозрачного р-GaAs(Cs,O) - фотокатода
Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»(2019)
摘要
Полупрозрачные p-GaAs(Cs,O) - фотокатоды (ПФК) c эффективным отрицательным электронным
сродством (ОЭС) широко используются в современных фотоприёмниках различного назначения и
поэтому, поиск путей повышения их технических характеристик является актуальной научной
задачей. В настоящее время принято считать, что основные характеристики p-GaAs(Cs,O) -
фотокатодов, такие как вероятность выхода фотоэлектронов в вакуум и угловое распределение
эмитированных фотоэлектронов, ограничены шероховатостью эмитирующей поверхности p-GaAs -
слоя [1]. В данной работе впервые экспериментально показана возможность формирования атомарно
– гладкой эмитирующей поверхности p-GaAs - слоя полупрозрачного фотокатода на подложке из
«толстого» стекла без введения дислокационной сетки в полупроводниковую структуру. В
экспериментах использовались многослойные гетероэпитаксиальные структуры (ГЭС), выращенные
методом МОС - гидридной эпитаксии. В качестве просветляющего покрытия ГЭС был использован
SiO - слой. Сочленение ГЭС со стеклянной подложкой выполнено электродиффузионной сваркой.
Выбранные материалы и режимы сварки исключали введение дислокаций в ГЭС. Для удаления
GaAs-подложки и «стопорного» AlGaAs - слоя использовались селективные травители на основе
NH4OH : H2O2 и HCl, соответственно. Среднеквадратичная шероховатость поверхности активного pGaAs - слоя после использования селективных
травителей, измеренная атомно – силовым
микроскопом (АСМ), была близка к ~ 0.2 нм.
Финишное «выглаживание» эмитирующей
поверхности p-GaAs - слоя включало два этапа. На
первом этапе мы использовали химикомеханическое полирование (ХМП) p-GaAs-слоя в
разбавленном щелочном растворе оригинального
состава без использования абразивных материалов.
После ХМП среднеквадратичная шероховатость
поверхности p-GaAs - слоя не превышала ~ 0.1 нм.
Дальнейшее «выглаживание» поверхности p-GaAs -
слоя ПФК проводилось путём его прогрева в
«равновесных» условиях. Для обеспечения этих
условий поверхность р-GaAs - слоя ПФК
«прикрывалась» р-GaAs - слоем идентичного
состава и помещалась в «самодельную» печь,
заполненную чистым водородом. Прогрев
проводился в равновесных условиях, в которых
потоки мышьяка, галлия и цинка из p-GaAs - слоя ПФК и «прикрывающего» p-GaAs - слоя
уравновешивали друг друга. Рельеф эмитирующей поверхности р-GaAs-слоя ПФК после второго
этапа «выглаживания», измеренный методом АСМ, показан на рисунке. Из рисунка следует, что на
поверхности p-GaAs - слоя сформировались регулярные террасы атомной высоты. Появление
атомарно – гладких террас на поверхности p-GaAs - слоя указывает на то, что снижение удельной
свободной энергии поверхности обусловлено снижением её удельной энтальпии.
Фотолюминесцентное изображение p-GaAs - слоя «показало» отсутствие следов дислокационной
сетки в фотокатодной структуре. Мы полагаем, что дальнейшее совершенствование предложенной
методики финишной обработки поверхности p-GaAs-слоя позволит создать ПФК с физически
предельными характеристиками.
更多查看译文
AI 理解论文
溯源树
样例
生成溯源树,研究论文发展脉络
Chat Paper
正在生成论文摘要