电子科学与技术中英文对照外文翻译文献

中英文对照外文翻译文献

(文档含英文原文和中文翻译)

南京理工大学

毕业设计(论文)外文资料翻译学院:电子工程与光电技术学院

专业:电子科学与技术

姓名:胡逸飞(国防生)

学号:912104240120

外文出处:

(用外文写)

附件: 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。

附件1：外文资料翻译译文

p型GaAs光电阴极铯氧激活层的低能电子显微镜和俄歇电子能谱研究

功函数，光电子产量，和俄歇电子能谱用来测定P型GaAs（001）负电子亲和势表面制备，表面降解和加热过程。发射电流取决于功函数，这让我们确定真空势垒的形状是接近双三角形。对于在光电发射时NEA表面降解，我们讨论了残存气体中氧和氢的影响。我们还发现，温和退火（不高于100℃）老化的光电阴极会导致功函数较低，一定程度上逆转了性能的下降。

一．导言

具有负电子亲和势GaAs光电阴极表面相关的半导体（NEA）因其可能运用于加速器、自由电子激光、电子显微镜、和其他应用方面而备受关注。在NEA表面，真空能级位于导带，光激发低动能高于导带的电子可以逃逸到真空的底部。这种类型的阴极可以产生的低辐射电子束和高自旋极化与超晶格结构的电子束。

Scheer等人在1965.6得到p型GaAs与铯（Cs）第一NEA条件。此后光电技术一直是一个活跃的研究发展领域。为了提高光发射的稳定性产量，对半导体材料和NEA的制备方法进行了研究。最常用的方法是国家能源局编制称之为“yo-yo”处理。在此处理中，Cs和O（或NF 3）交替沉积，Cs和O的这些周期中重复供给，直到量子效率（QE）达到最大值。最近，随着显影晶体生长技术，新型半导体材料进入了光电应用。例如，更宽的带隙半导体（例如，氮化镓）表现出较高的QE和比砷化镓更长的续航时间。同时，为了弄清楚NEA表面光电发射机制，对Cs-O层的属性半导体表面进行了俄歇电子能谱（AES），光电子能谱，扫描隧道显微镜，以及其他技术的研究。在Cs-O结构，铯和O 的化学计量学和CS-O与半导体表面的粘结量等，进行了研究。

尽管几十年都在发展NEA光电技术，对真空度在半导体表面上的降低的基本理解仍然不明朗，特别是有关的氧的具体作用。NEA光电阴极的一个重要的实际限制是NEA 表面有限的生命时间，这要求NEA需要重复制备。这些阴极的续航时间比碱金属锑化物阴极的短得多，这也是选加速器的标准。有更多的谜团留在NEA表面降解过程。此外，加速器的应用可能涉及激光照射高功率高强度的发射电流，可能会提高阴极温度而加热对

NEA表面的影响是很大的。

在本研究中，我们使用低能量电子显微镜（LEEM）检测在不同的NEA制备方法，NEA表面降解，及热加工中的NEA表面的变化情况。Cs/O比采用AES监测。在这些结论中，O和真空势垒的影响也将被讨论。

二．实验

LEEM仪器用来监测两个参数的依属和时间演变过程（相对QE值和光电阴极的功函数）通过LEEM光电子的投影柱强度来检测相对QE值，也就是说，用电子显微镜（PEEM）模式。于功函数的测量，阴极连续发射电子束（LEEM模式），电子反射率的取决于样品光电阴极之间的电压差，同时记录电子源（启动电压）。测量时，启动电压比功函数小，电子反射率是100％（镜面电子显微镜，MEM），启动电压增加了电子注入的阈值而随后反射率急剧下降。去卷积程序能非常精确的测量的功函数的变化;这里，我们使用的交点嵌合于该反射的上方和下方的切线电子注入阈值（参照图1）。

图1.反射率与启动电压为砷化镓清洗后（蓝线）和NEA制备后（红线）。功函数改变通过测量切线嵌合于该反射下车的交点上述注射阈值（虚线）确定。

工业制作的光阴极p型（001）的GaAs体晶片，用Zn的掺杂剂浓度为1019cm-3，.GaA 芯片的洗涤通过1.5千伏氩离子溅射和500℃退火，表面纯度通过AES测量证实。对于

NEA表面处理，GaAs芯片被转移入LEEM腔室，其中该芯片是使用785nm的半导体激光器发光。GaAs芯片是Cs和O的沉积循环的“yo-yo”处理的;Cs沉积，直到QE减少到几乎零，之后，提供107Pa压力的O，直到QE达到最大值。我们还进行了逆“yo-yo”处理，其中O计量加入防止QE接近于零，随后铯沉积最大化QE。然后周期重复，直到峰值QE显示饱和度。

三．结果

图1显示了电子的反射率与电子束清洁p型GaAs后的能量以及p型GaAs“yo-yo”处理。在功函数的能量标准，零点被定义为p型GaAs的真空度。我们发现，NEA表面制备中功函数降低了约3.5电子伏特。

图2显示了发射电流与不同的NEA的制备过程中功函数改变的时间相关性，在图2（a）所示常规的“yo-yo”处理中，QE增减，表示O和Cs反复沉积。在图2（b）所示的逆“yo-yo”处理中，QE增减，表示O和Cs反复沉积。在这两种处理方法，

图2. “yo-yo”处理和逆“yo-yo”处理发射电流和功函数的变化

图3. “yo-yo”处理AES光谱采集

每个Cs和O周期后QE有更高的值。功函数周期性增大和减小，这与发射电流的变化相一致。“yo-yo”处理后达到的QE最大值是高于逆“yo-yo”处理。图3为“yo-yo”处理AES光谱采集，其中Cs在563 eV的信号的峰值比O在502 eV的大。通过Cs/ O比值的理论值乘以4.3（Cs/ O峰值强度比），我们发现了“yo-yo”处理和逆“yo-yo”处理后Cs/ O比值分别约10和7。我们发现对CS/ O比率高于其他报告值。一些差异可能是归因于在不同的AES测量中使用不同的电子束能量或调制振幅，和我们的简单的估算忽略了深度依赖于成分调制的可能性。

为了确定功函数与QE更多的定量之间的关系，发射电流在严格控制的过量O的条件下测定，“yo-yo”处理后，将的激光的功率是固定的，O压供应在3~5×10-8 Pa。这个实验测量表明，发射电流随功函数变化呈指数函数，如图4所示。AES测量证实，Cs量保持固定而O量略微增加，QE会减小。发射电流几乎完全淬灭时，Cs/O比值从大约10降到了大约5。