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透射式p型GaN(0001)光电阴极的表面洁净度及表征研究

冯刘  石峰  苗壮  程宏昌  师宏立  高翔  王龙  牛森  
【摘要】:在p型GaN(0001)光电阴极的化学腐蚀和高温热清洗的处理过程中,为了评价化学处理和热清洗的效果,利用X射线光电子谱分析了不同阶段的光电阴极表面状况。结果表明,开始处理前,表面存在严重的C、O污染,C的表面覆盖率接近2个单原子层,而O稍小于1个单原子层,并且表面生成Ga_2O_3氧化层。经2:2:1的H_2SO_4:H_2O_2:H_2O混合溶液化学腐蚀处理后,C的表面覆盖率为0.36个单原子层,O的覆盖率为0.21个单原子层,化学腐蚀去除了大部分的C、O污染,露出了体材料。700℃高温热处理后,表面的C覆盖率低于百分之一个单原子层,而O的覆盖率也仅为0.07个单原子层,基本去除了C、O污染,并且表面Ga:N比为1.01:1,达到体材料的理想配比。GaN光电阴极在H_2SO_4/H_2O_2混合溶液中腐蚀15 min并在700℃下真空热清洗30min后,可以有效去除C、O污染和氧化物,获得洁净表面,进行Cs-O激活后可以获得负电子亲和势。

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