【摘要】 在负电子亲和势GaAs光电阴极的制备过程中,p型掺杂特性有利于光发射,掺杂元素通常为Be或Zn。
在负电子亲和势GaAs光电阴极的制备过程中,p型掺杂特性有利于光发射,掺杂元素通常为Be或Zn。事实上,C掺杂的GaAs材料因其高活化率、极低的扩散系数和良好的热稳定性而被广泛使用,而C掺杂剂对GaAs光电阴极性能的影响机制尚不清楚。为了研究C掺杂GaAs的替代效应,利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,获得了电子结构和光学性质以及发射光电子的角分布。结果表明,C掺杂GaAs更容易形成p型掺杂特征,其中C掺杂剂在禁带中形成新的能级,减小能隙,增加吸收系数,降低可见光反射率。光带。此外,C掺杂GaAs从Γ-谷发射的电子具有比纯GaAs更好的方向性,这主要归因于Γ-谷中较小的有效电子质量。
总之,我们基于密度泛函理论计算了原始GaAs和C掺杂GaAs的能带结构、态密度、光学性质和发射光电子的角分布。能带结构和态密度表明C掺杂GaAs的带隙减小。与n型C-Ga-GaAs模型相比,p型C-As-GaAs模型的带隙更大,电子亲和力更小,更有利于光电发射。此外,形成能较小的C-As-GaAs模型更稳定,更容易形成。此外,C原子的引入对GaAs的光学性质有显着影响。对于C-As-GaAs 模型,在可见光的整个光谱范围内,反射率显着降低,而吸收系数急剧增加。此外,C-As-GaAs模型降低了Γ-谷的有效电子质量,从而提高了从Γ-谷发射的电子的方向性。该工作可为制备高性能 NEA GaAs光电阴极提供有益的指导
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