電子科學與技術(shù)中英文對照外文翻譯文獻

PAGE中英文對照外文翻譯文獻(文檔含英文原文和中文翻譯)南京理工大學畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯學院:電子工程與光電技術(shù)學院專業(yè):電子科學與技術(shù)姓名:胡逸飛(國防生)學號:912104240120外文出處:(用外文寫)附件:1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導教師評語：指導教師評語：譯文忠實于原文，用詞較準確，語言較流暢。簽名：張益軍2016年1月18日

附件1：外文資料翻譯譯文p型GaAs光電陰極銫氧激活層的低能電子顯微鏡和俄歇電子能譜研究功函數(shù)，光電子產(chǎn)量，和俄歇電子能譜用來測定P型GaAs（001）負電子親和勢表面制備，表面降解和加熱過程。發(fā)射電流取決于功函數(shù)，這讓我們確定真空勢壘的形狀是接近雙三角形。對于在光電發(fā)射時NEA表面降解，我們討論了殘存氣體中氧和氫的影響。我們還發(fā)現(xiàn)，溫和退火（不高于100℃）老化的光電陰極會導致功函數(shù)較低，一定程度上逆轉(zhuǎn)了性能的下降。一．導言具有負電子親和勢GaAs光電陰極表面相關(guān)的半導體（NEA）因其可能運用于加速器、自由電子激光、電子顯微鏡、和其他應用方面而備受關(guān)注。在NEA表面，真空能級位于導帶，光激發(fā)低動能高于導帶的電子可以逃逸到真空的底部。這種類型的陰極可以產(chǎn)生的低輻射電子束和高自旋極化與超晶格結(jié)構(gòu)的電子束。Scheer等人在1965.6得到p型GaAs與銫（Cs）第一NEA條件。此后光電技術(shù)一直是一個活躍的研究發(fā)展領(lǐng)域。為了提高光發(fā)射的穩(wěn)定性產(chǎn)量，對半導體材料和NEA的制備方法進行了研究。最常用的方法是國家能源局編制稱之為“yo-yo”處理。在此處理中，Cs和O（或NF3）交替沉積，Cs和O的這些周期中重復供給，直到量子效率（QE）達到最大值。最近，隨著顯影晶體生長技術(shù)，新型半導體材料進入了光電應用。例如，更寬的帶隙半導體（例如，氮化鎵）表現(xiàn)出較高的QE和比砷化鎵更長的續(xù)航時間。同時，為了弄清楚NEA表面光電發(fā)射機制，對Cs-O層的屬性半導體表面進行了俄歇電子能譜（AES），光電子能譜，掃描隧道顯微鏡，以及其他技術(shù)的研究。在Cs-O結(jié)構(gòu)，銫和O的化學計量學和CS-O與半導體表面的粘結(jié)量等，進行了研究。盡管幾十年都在發(fā)展NEA光電技術(shù)，對真空度在半導體表面上的降低的基本理解仍然不明朗，特別是有關(guān)的氧的具體作用。NEA光電陰極的一個重要的實際限制是NEA表面有限的生命時間，這要求NEA需要重復制備。這些陰極的續(xù)航時間比堿金屬銻化物陰極的短得多，這也是選加速器的標準。有更多的謎團留在NEA表面降解過程。此外，加速器的應用可能涉及激光照射高功率高強度的發(fā)射電流，可能會提高陰極溫度而加熱對NEA表面的影響是很大的。在本研究中，我們使用低能量電子顯微鏡（LEEM）檢測在不同的NEA制備方法，NEA表面降解，及熱加工中的NEA表面的變化情況。Cs/O比采用AES監(jiān)測。在這些結(jié)論中，O和真空勢壘的影響也將被討論。二．實驗LEEM儀器用來監(jiān)測兩個參數(shù)的依屬和時間演變過程（相對QE值和光電陰極的功函數(shù)）通過LEEM光電子的投影柱強度來檢測相對QE值，也就是說，用電子顯微鏡（PEEM）模式。于功函數(shù)的測量，陰極連續(xù)發(fā)射電子束（LEEM模式），電子反射率的取決于樣品光電陰極之間的電壓差，同時記錄電子源（啟動電壓）。測量時，啟動電壓比功函數(shù)小，電子反射率是100％（鏡面電子顯微鏡，MEM），啟動電壓增加了電子注入的閾值而隨后反射率急劇下降。去卷積程序能非常精確的測量的功函數(shù)的變化;這里，我們使用的交點嵌合于該反射的上方和下方的切線電子注入閾值（參照圖1）。圖1.反射率與啟動電壓為砷化鎵清洗后（藍線）和NEA制備后（紅線）。功函數(shù)改變通過測量切線嵌合于該反射下車的交點上述注射閾值（虛線）確定。工業(yè)制作的光陰極p型（001）的GaAs體晶片，用Zn的摻雜劑濃度為1019cm-3，.GaA芯片的洗滌通過1.5千伏氬離子濺射和500℃退火，表面純度通過AES測量證實。對于NEA表面處理，GaAs芯片被轉(zhuǎn)移入LEEM腔室，其中該芯片是使用785nm的半導體激光器發(fā)光。GaAs芯片是Cs和O的沉積循環(huán)的“yo-yo”處理的;Cs沉積，直到QE減少到幾乎零，之后，提供107Pa壓力的O，直到QE達到最大值。我們還進行了逆“yo-yo”處理，其中O計量加入防止QE接近于零，隨后銫沉積最大化QE。然后周期重復，直到峰值QE顯示飽和度。三．結(jié)果圖1顯示了電子的反射率與電子束清潔p型GaAs后的能量以及p型GaAs“yo-yo”處理。在功函數(shù)的能量標準，零點被定義為p型GaAs的真空度。我們發(fā)現(xiàn)，NEA表面制備中功函數(shù)降低了約3.5電子伏特。圖2顯示了發(fā)射電流與不同的NEA的制備過程中功函數(shù)改變的時間相關(guān)性，在圖2（a）所示常規(guī)的“yo-yo”處理中，QE增減，表示O和Cs反復沉積。在圖2（b）所示的逆“yo-yo”處理中，QE增減，表示O和Cs反復沉積。在這兩種處理方法，圖2.“yo-yo”處理和逆“yo-yo”處理發(fā)射電流和功函數(shù)的變化圖3.“yo-yo”處理AES光譜采集每個Cs和O周期后QE有更高的值。功函數(shù)周期性增大和減小，這與發(fā)射電流的變化相一致?！皔o-yo”處理后達到的QE最大值是高于逆“yo-yo”處理。圖3為“yo-yo”處理AES光譜采集，其中Cs在563eV的信號的峰值比O在502eV的大。通過Cs/O比值的理論值乘以4.3（Cs/O峰值強度比），我們發(fā)現(xiàn)了“yo-yo”處理和逆“yo-yo”處理后Cs/O比值分別約10和7。我們發(fā)現(xiàn)對CS/O比率高于其他報告值。一些差異可能是歸因于在不同的AES測量中使用不同的電子束能量或調(diào)制振幅，和我們的簡單的估算忽略了深度依賴于成分調(diào)制的可能性。為了確定功函數(shù)與QE更多的定量之間的關(guān)系，發(fā)射電流在嚴格控制的過量O的條件下測定，“yo-yo”處理后，將的激光的功率是固定的，O壓供應在3~5×10-8Pa。這個實驗測量表明，發(fā)射電流隨功函數(shù)變化呈指數(shù)函數(shù)，如圖4所示。AES測量證實，Cs量保持固定而O量略微增加，QE會減小。發(fā)射電流幾乎完全淬滅時，Cs/O比值從大約10降到了大約5。圖4.功函數(shù)與發(fā)射電流的關(guān)系我們測試了陰極表面整個NEA層的空間均勻性，長度尺度從宏觀到原子級，有許多可能的原因引起空間變化，包括可能Cs不均勻沉降，污染物，原子結(jié)構(gòu)，或其他。然而，在我們所有的LEEM和PEEM圖像，表面反射率和光電發(fā)射強度似乎是空間均勻的，在圖2（a）顯示了一個新制備陰極中的PEEM圖像亮度均勻，該圖（額外的測量此處未顯示）表示該功函數(shù)和光電發(fā)射電流密度是從毫米尺度均勻下降到我們的實驗中的分辨率極限為20nm范圍。我們還探討了熱處理對陰極新制備的NEA表面和降解的NEA表面的影響，為此，在50至300℃的范圍內(nèi)，將樣品加熱至不同溫度，并保持在這些溫度10分鐘，退火引起的功函數(shù)變化如圖5所示。在新制備的NEA表面（在圖5中藍色符號），退火對功函數(shù)有巨大的影響，退火到150℃后的功函數(shù)增大。Cs中的GaAs襯底上具有非晶體結(jié)構(gòu)，我們認為是有些Cs來自于加熱升華了的NEA的表面。在光電陰極的應用中，溫度應保持低于100℃，300℃退火后，該AES測量顯示Cs的大幅下降，Cs/O比值約為2。退火溫度在500℃時，Cs/O比值還是約為2，這表明過量Cs的在NEA表面容易除去而Cs2O難以去除。圖5.退火引起的功函數(shù)變化由于新制備的NEA表面在光電發(fā)射過程中降解，我們發(fā)現(xiàn)，在Cs的大小保持穩(wěn)定而O增加，AES測量沒有發(fā)現(xiàn)其他污染物。這一觀察表明，離子化氧或氫氧化物是電子束與H2O的相互作用而產(chǎn)生的，OH-,H2氣體可能是導致NEA表面的降解的主要因素。在加熱過程中我們發(fā)現(xiàn)，100℃退火降低功函數(shù)幾個1/10eV（圖5紅色符號）,其表明可以通過中等溫度退火從NEA表面除去一些吸附物。然而，AES測定結(jié)果表明，O的信號經(jīng)過100℃加熱不會改變，氧氣被牢牢的結(jié)合在NEA表面，這一結(jié)果表明氫氣與氧氣的吸附可能也是NEA表面降解的一個重要因素。四．討論A.O與GaAs表面結(jié)合對NEA表面的影響制備不同的NEA，Cs（O）的用量導致“yo-yo”處理的功函數(shù)增加（減少）和逆“yo-yo”處理的功函數(shù)增加（減少）。有人可能會期望找到一個適當?shù)腃s與O的比例代表最高發(fā)射電流，然而，AES測量顯示，不同的NEA的制備后Cs與O的比例不同，這是一個重要的線索，與O反應的不僅有Cs還有GaAs襯底。Su等人發(fā)現(xiàn)存在O直接與GaAs襯底鍵合的情況，認為GaAs起到了催化劑的作用。我們在NEA的制備中，將O供給不同點。在“yo-yo”處理的過程，O在供給最低QE;而逆“yo-yo”處理過程中，O的供給在最大QE。在QE最大值時，從Cs至襯底的電荷轉(zhuǎn)移量也處于最大，因此O與GaAs的反應增強。與此相反，QE最小值時，電荷轉(zhuǎn)移和GaAs氧化是極少的，因此，逆“yo-yo”處理后的Cs/O比值低于“yo-yo”處理。根據(jù)摩爾的模型可以很好的說明在兩種處理過程中GaAs的催化加速氧化作用。O與襯底直接結(jié)合的影響與仍在爭論，Su等人認為在NEA制備時，有GaAs-O層可以更大的降低功函數(shù)。這個解釋基于光電效應的半定量分析譜，但不包括直接測量功函數(shù)的變化。通常討論的另一個看法是O2-離子在p型GaAs表面降低了帶彎曲，從而功函數(shù)增大。比較不同NEA制備方法的QE值和Cs/O比值，O鍵合GaAs襯底只是增大功函數(shù)與產(chǎn)生較低的QE。B.真空勢壘形狀在NEA表面，電子發(fā)射穿過隧道會遇到勢壘。然而，勢壘的確切的性質(zhì)，形狀，或原因不是非常清楚.許多勢壘形狀已經(jīng)提出了包括矩形，三角形，平方勢壘，雙三角形等。我們測量的功函數(shù)和發(fā)射電流之間的關(guān)系，如圖4所示，我們討論這一結(jié)果對勢壘形狀的影響。比較AES測量“yo-yo”處理和過量供應O后的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)Cs的量保持固定，O量略有增加。根據(jù)該AES測量，在氧化過程中我們假定真空勢壘的厚度不改變，實驗中，激光功率為保持固定的，所以發(fā)射電流僅取決于隧穿概率。一個長方形形狀勢壘很難解釋發(fā)射電流隨功函數(shù)的變化，還未考慮勢壘厚度的變化。與此相反，在一個三角形的屏障的情況下，勢壘厚度與功函數(shù)的關(guān)系如圖6（a）所示，這應該影響隧穿概率。采用WKB近似計算隧穿概率PP=（exp（A）-1/4exp(-A）)-2(1)A=QUOTE(QUOTE(z)-Ep)]1/2dz(2)(z)=kz(3)me為電子有效質(zhì)量，h為普朗克常數(shù)，（z）為勢壘高度，k為常數(shù)，該運算中，厚度度被假定為10A°。與我們的實驗結(jié)果一致，它是假設(shè)勢壘高度從3.5eV降至3.15eV。嚴格來說，電子能量Ep是一個分布，這種能量分布的寬度是受到幾個貢獻，包括相當于25meV的熱擴散和相當于130meV的壽命加寬的導帶載流子。這種分布的總寬比較小的，所以我們就模型化Ep為固定值，我們再來討論一個實際的的估計的能量的寬度是如何影響預期結(jié)果。圖6.（a）三角形和（b）雙三角勢的勢壘厚度變化示意圖圖7.WKB近似計算下（a）三角形和（b）雙三角形的隧穿概率隧穿概率如圖7所示，圖（a）為三角形，隧道概率隨功函數(shù)的變化而線性變化，在低功函數(shù)時仍然很高，這個結(jié)果不符合圖4的結(jié)果。個別組有時得出真空勢壘的一元二次函數(shù)的形狀，二次函數(shù)形狀的隧穿概率幾乎與三角形狀相同，它也無法解釋我們的實驗。在這里，我們考慮了雙三角，其中真空度降低的兩個步驟如圖6（b）。這兩個步驟被認為起源從不同的機制：在陰極QE最大值條件下，上文提到GaAs表面被認為是作為氧化。我們假設(shè)只有勢壘（1）的生長，它