[发明专利]近红外响应增强的叠层复合GaAs基光电阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种近红外响应增强的叠层复合GaAs基光电阴极，其特征在于，包括自下而上设置的衬底、GaAs缓冲层、In_yAl_1-yAs线性渐变缓冲层、p型In_0.19Al_0.81As腐蚀阻挡层、p型In_xGa_1-xAs发射层、DBR反射层和增透膜接触层，所述p型In_xGa_1-xAs发射层采用变组分变掺杂设计，In组分自上而下线性增大，掺杂浓度自上而下指数减少。

2.根据权利要求1所述的近红外响应增强的叠层复合GaAs基光电阴极，其特征在于，所述p型In_xGa_1-xAs发射层In组分自上而下从0.05线性递增到0.2，掺杂浓度自上而下从1×10¹⁹cm^-3指数递减至5.0×10¹⁸cm^-3，发射层总厚度为1μm～1.3μm。

3.根据权利要求1所述的GaAs基光电阴极，其特征在于，DBR反射层由p型GaAs子层和p型AlAs子层两种材料交替生长而成。

4.根据权利要求3所述的GaAs基光电阴极，其特征在于，所述p型AlAs子层和p型GaAs子层的厚度满足：

式中n_L和n_H分别是AlAs和GaAs的材料折射率，d_L和d_H分别是AlAs子层和GaAs子层的厚度，λ是指定的全反射中心波长。

5.根据权利要求3或4所述的GaAs基光电阴极，其特征在于，p型AlAs子层的厚度为90nm，p型GaAs子层的厚度为76nm，DBR反射层的掺杂浓度均为1×10¹⁹cm^-3，DBR反射层以一对AlAs/GaAs子层为一周期，交替层周期数不低于3对，且靠近发射层(14)的子层为p型GaAs子层，靠近增透膜接触层(10)的子层为p型AlAs子层。

6.根据权利要求1所述的近红外响应增强的叠层复合GaAs基光电阴极，其特征在于，所述In_yAl_1-yAs线性渐变缓冲层In组分由下至上从0到0.22线性递增，线性渐变缓冲层总厚度为2～3μm。

7.根据权利要求1所述的近红外响应增强的叠层复合GaAs基光电阴极，其特征在于，所述p型In_0.19Al_0.81As腐蚀阻挡层In组分为0.19，总厚度为400～600nm，掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3。

8.根据权利要求1所述的近红外响应增强的叠层复合GaAs基光电阴极，其特征在于，所述增透膜接触层为p型GaAs材料，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3，厚度为300～500nm。