Формирование атомарно-гладкой эмитирующей поверхности полупрозрачного р-GaAs(Cs,O) - фотокатода

С. А. Рожков, Г. Э. Шайблер, С. Н. Косолобов, Н. С. Рудая, А. С. Кожухов,А. С. Терехов

Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»(2019)

引用 0|浏览0
暂无评分
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