Исследование электронных свойств поверхности эпитаксиального арсенида галлия с адсорбированными слоями цезия и кислорода тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Паулиш, Андрей Георгиевич АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Новосибирск МЕСТО ЗАЩИТЫ
1994 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.10 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Исследование электронных свойств поверхности эпитаксиального арсенида галлия с адсорбированными слоями цезия и кислорода»
 
Автореферат диссертации на тему "Исследование электронных свойств поверхности эпитаксиального арсенида галлия с адсорбированными слоями цезия и кислорода"

>г Б ОД

г 7 №011 193'!

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

на правах рукописи УДК 538.971

Паулиш Андрей Георгиевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ ЭПИТАКСИАЛЬНОГО АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ С АДСОРБИРОВАННЫМИ СЛОЯМИ ЦЕЗИЯ И КИСЛОРОДА

Специальность - 01.04.10 - физика полупроводников и

диэлектриков

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Новосибирск - 1994

Работа выполнена в Институте физики полупроводников СО РАН

Научный руководитель - кандидат физико-математических, наук

В.Л.Альперович

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук

Б.З.Олыаанецкий

Ведущая организация - Институт неорганической химии СО РАН,

г. Новосибирск

заседании специализированного совета К 003.05.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в Институте физики полупроводников СО РАН (630090, г.Новосибирск, пр.Лаврентьева, 13).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики полупроводников СО РАН

Автореферат разослан "6" июня 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор физ.-мат. наук

кандидат физико-математических наук В.Ф.Краснов

Защита состоится "12" июля 1994 г. в 17

,00

часов на

профессор

А.В.Двуреченский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш:' Вопрос о природе поверхностных и интерфейсных электронных состояний, вызывающих изгиб зон, а в некоторых случаях и закрепление уровня Ферми на поверхности полупроводников, во многом остается открытым, несмотря на большое количество экспериментальных и теоретических работ. Полученные к настоящему времени данные свидетельствуют о том, что поверхностные состояния могут быть обусловлены различными микроскопическими причинами и зависят от условий приготовления поверхности и от химической природа полупроводника и адсорбатов. В связи с этим актуальной является задача исследования поверхностных состояний для. сравнительно простых модельных границ раздела. Одной из таких систем является граница раздела арсенид галлия - цезий, поскольку цезий не образует химических соединений и кластеров при нанесении на поверхность СаАз. Актуальность данной системы обусловлена также широким использованием фотокатодов с отрицательным электронны!.', сродством (0Э0) на основе СаАз(Сз,0) в фотоэлектронных приборах и в качестве источников ультрахолодных и спин-поляризованных электронов. Ранее считалось, что адсорбция посторонних атомов, в том числе цезия, на поверхность ОаАэ при комнатной температуре приводит к закреплению уровня Ферми состояниями универсальных собственных дефектов поверхности, независимо от химической природы адсорбата Ш. Этот вывод был сделан на основе экспериментов по адсорбции на поверхности скола СаАз (НО). В то же время, при адсорбции Сз и 02 на поверхности СаАз(110) при низкой температуре наблюдалось незакрепленное поведение уровня Ферми, обусловленное влиянием поверхностных состояний, индуцированных адатомами С2,31. Поведение электронных свойств поверхности эпитаксиального СаАз с ориентацией (100) при адсорбции цезия и кислорода до сих пор не изучалось, хотя эта поверхность наиболее важна для практических применений.

Для повышения квантовой эффективности и стабильности фотокатодов с 0Э0 важным представляется изучение фотоэмиссионных свойств широкозонных твердых растворов А3В5. Такие полупроводники, сохраняя преимущества СаАз, должны обладать большей величиной ОЭС и, возможно, лучшей стабильностью.

Возможность создания механически напряженных слоев при гетероэпитаксии позволяет повысить степень спиновой поляризации эмиттированных электронов.

Цель данной диссертационной работы состоит в экспериментальном исследовании электронных свойств поверхности эпитаксиалышх слоев СаАа(ЮО) с адсорбированными слоями Оэ и 02 и в совершенствовании фотоэмиссионных свойств полупроводниковых фотокатодов с отрицательным электронным сродством. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- исследовать механизм формирования изгиба зон, фотоэдс и скорости рекомбинации на поверхности эпитаксиального ОаАз при адсорбции Сз и 02 при комнатной температуре;

изучить эволюцию электронных свойств границы раздела СаАз(Сз,0) в процессе достижения состояния с отрицательным электронным сродством;

- изучить механизмы деградации чувствительности фотокатодов при больших токах эмиссии;

- исследовать фотоэмиссионные свойства широкозонных твердых растворов ШЗаАзР.

- Объектом исследований выбраны эпитаксиальные слои й&Аз и твердых растворов 1пх0а1 -хАзуР-| _у, полученные методами жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) и молекулярно лучевой эпитаксии (МЛЭ), поскольку объемные свойства эпитаксиальных слоев более совершенны по сравнению с монокристаллами. Кроме того, методом МЛЭ можно выращивать тестовые структуры для точного определения величины приповерхностного поля и изгиба зон методом фотоотражения. Для исследования фотоэмиссионных свойств твердых растворов использовались слои, согласованные с подложкой по параметру решетки, а также механически напряженные рассогласованные слои 1пСаАзР. Индуцированное напряжениями расщепление валентной зоны полупроводника позволяет получить степень спиновой поляризации эмиттированных электронов выше 50% -теоретического предела для ненапряженных пленок.

Положения, выносимые на защиту:

I. Доминирующее, влияние на электронные свойства границы раздела эпитаксиального р-0аАз с адсорбированными слоями Сз и 02 оказывают поверхностные состояния, индуцируемые адатомами, а не собственными дефектами.

2. Взаимосвязь между интенсивностью краевой фотолюминесценции, поверхностной фотоэдс и величиной изгиба зон свидетельствует о пассивации состояний поверхностных дефектов при нанесении цезия и кислорода.

3. Обратимые изменения электронных свойств границы раздела р-ОаАэ(Сэ.О) наблюдаются при различных способах приготовления атомарно чистой поверхности арсенида галлия.

4. В процессе формирования состояния с отрицательным электронным сродством на поверхности эпитаксиального р-ОаАз(ЮО) происходят значительные немонотонные изменения изгиба зон и фотоэдс. Изгиб зон на оптимально активированной поверхности составляет 0.3 эВ.

5. Эпитаксиальные слои широкозонных твердых растворов ййаАаР перспективны для использования в качестве ОЭС-фотокатодов, обладающих высокой квантовой эффективностью, стабильностью и степенью спиновой поляризации электронов.

Научная новизна работы. В данной работе впервые наблюдались многократные обратимые изменения изгиба зон, поверхностной фотоэдс и интенсивности краевой фотолюминесценции при поочередной адсорбции Об и 02 на поверхности р-ОаАэ при комнатной температуре. Это свидетельствует о доминирующей роли поверхностных состояний, индуцированных адатомами. В зависит,гости фотоэдс и интенсивности фотолюминесценции от величины изгиба зон обнаружен гистерезис, свидетельствующий о том, что в процессе адсорбции Оэ и 02 происходят изменения концентраций и сечений поверхностных центров захвата и рекомбинации. Впервые обнаружены значительные немонотонные изменения изгиба зон и поверхностной фотоэдс в процессе достижения состояния с ОЭС на поверхности 0аАз(Сз,0). Установлено, что изгиб зон на оптимально активированной поверхности составляет 0.3 эВ. Ранее считалось, что эта величина фиксирована и составляет 0.5 зВ. Показано, что фотокатоды с ОЭС на основе широкозонных твердых растворов 1пСаАзР обладают большей квантовой эффективностью и лучшей стабильностью фотоэмиссии по сравнению с арсенидгалжевыми фотокатодами.

Научная и практическая ценность.

I. В работе показана возможность создания при комнатной температуре границы раздела р-ОаАз(Сз.О), электронные свойства которой можно контролируемо изменять.

2. ОбнаруженнаяNэволюция изгиба зон и поверхностной фотоэдс при активировании p-GaAs цезием и кислородом до состояния с отрицательным электронным сродством (ОЭС) меняет сложившиеся ранее представления о формировании состояния с ОЭС и позволяет получать ОЭС-фотокатода с различным набором поверхностных электронных свойств.

3. Использование низкотемпературной методики очистки .поверхности [4] и двухкамерной сверхвысоковакуумной установки позволяет более чем на два порядка увеличить стабильность фотокатода при больших токах эмиссии.

4. Результаты исследования фотоэмиссионных свойств широкозонных твердых растворов InGaAsP показывают, что фотокатоды на основе этого материала обладают большей, го сравнению с GaAs, квантовой эффективностью и лучшей стабильностью.

Апробация работы. Результаты, полученные в данной работе, докладывались на I Российской конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, 1993г.), на Международной конференции по фотокатодам для источников поляризованных по спину электронов для ускорителей (SLAG, Stanford, California, 1993г.), на 10 Международном симпозиуме по спиновой физике высоких энергий (Nagoya, 1992г.), на XI Всесоюзной научно-технической конференции по фотоэлектронным приборам (Ленинград, 1990г.), на I Международной конференции по физике низкоразмерных структур (Черноголовка, 1993г.) По результатам диссертации имеется 9 публикаций.

Объем и структура диссертации.

Во введении обосновывается актуальность исследований, выбор объекта и методики эксперимента; формулируется цель работы и положения, выносимые на защиту; дается краткая аннотация полученных результатов.

Первая глава является обзорной. В §1.1 дается обзор теоретических и экспериментальных исследований электронных свойств поверхности полупроводников с адсорбатами. Классифицируются теоретические модели, объясняющие природу поверхностных состояний, возникающих при адсорбции посторонних атомов на поверхности полупроводника. Приводятся результаты экспериментальных исследований границ раздела

полупроводник-адсорбат, полученных различными методами. В §1.2

обсуждается влияние электронных свойств границы раздела полупроводник-(Cs,О) на параметры фотокатода с отрицательным электронным сродством, а §1.3' формулируются задачи исследований.

Вторая глава посвящена методике эксперимента. Для исследований электронных свойств поверхности использовались слои однородно легированного (до уровня I.5-I017 см-3) арсенида галлия п- и р-типа, выращенные жидкофазной эпитаксией (ЖФЭ) на подложках GaAs с кристаллографическими ориентациями (100), (110) и (III)B. Для Солее точного определения величины изгиба зон методом фотоотранения использовались так называемые иР+(1Ж+)-структуры, выращенные молекулярно лучевой эпитаксией на подложках GaAs и состоящие из сильно легированного слоя p+(n+)-GaAs толщиной 1000 нм и тонкого (толщиной 100 нм). нелегированного слоя GaAs. Для исследований фотоэмиссионных свойств фотокатодов с ОЭС использовались слои p-GaAs и p-InxGa^xASyPi-y, выращенные методом ЖФЭ на подложках GaAs с ориентацией (100), (III)A и (III)В. Методика приготовления атомарно чистой- поверхности включала обработку раствором HCl в изопропиловом спирте, приводящую к удалению окислов и обогащению поверхности мышьяком, перегрузку (Оез контакта с лабораторной атмосферой) в сверхвысоковакуумную установку с использованием галюза и последующую термоочистку L4J. Такая методика позволяет получать атомарно чистую поверхность при сравнительно низких температурах прогрева. Основная камера сверхвысоковакуумной установки с базовым давлением 5-10~9 Па была оборудована масс-спектрометром, Оке-спектрометром, системой прогрева образца и источниками цезия и кислорода. Измерялись спектры фотоотражения и интенсивность краевой фотолюминесценции, зависящие от изгиба зон, поверхностной фотоэдс и скорости поверхностной рекомбинации.

Третья глава посвящена исследованию электронных свойств границы раздела GaAs(Cs,0) при комнатной температуре. В §3.1 сообщается об обнаружении многократных обратимых переключений изгиба зон при поочередной адсорбции цезия и кислорода на атомарно чистой поверхности p-GaAs при комнатной температуре. На рис.1 приведены .спектры фотоотражения ЦР+-структуры после термической очистки при T=40ü°C и поочередного нанесения цезия и кислорода. Нанесение цезия увеличивает, а нанесение кислорода -уменьшает период осцилляций Франца-Келдыша, что свидетельствует

ЭНЕРГИЯ ФОТОНА. »В 1.4 1.6 1.8

« о

В

о

&

о о

Е-> О в

"Гл ■г Г" Г 1 1 ЧИСТАЯ ► х40 ПОВЕРХНОСТЬ" [Ал-—- .

V 1 1 \ Л/*чл,-

■ 1 У х50 5 Ю,

А 1М1 св 1 / \ А

и • V Л х40 3 Ц С^ II л.....«■»■»*>« 1,1,

1\

950 850 750 650 ДЛИНА ВОЛНЫ, мм

Рис Л. Спектры фотоотражения ЧР+-структуры, измеренные на чистой поверхности и при последовательном нанесения Сз и 02.

оо обратимых изменениях приповерхностного электрического поля 1'3 и изгиоа зон сря. В верхней части рис.2 показана эволюция (ps при поочередном нанесении Cs и Ог на поверхность однородно легированного эпитаксиального слоя p-GaAs(100). Первое нанесение цезия на атомарно чистую поверхность приводит к быстрому росту cps. Последующая адсорбция кислорода уменьшает ф„ до значения, лежащего ниже начального изгиба зон. Дальнейшая поочередная адсорбция Cs и 02 приводит к обратимым переключениям изгиоа зон между ф3|«и.65 эВ (при адсорбции Cs) и ф3«0.1 зВ (при адсорбции 02) вплоть до десяти циклов. Аналогичные переключения изгиоа зон наблюдались на поверхности однородно легированного p-GaAs с ориентациями (110) и (111)В. Подобная эволюция изгиоа зон наблюдалась ранее на сколах p-GaAs(110) только при низких температурах, когда образование дефектов при адсорбции подавлено [3].

Обратимость переключений ф3 показывает, что для использованной низкотемпературной методики приготовления атомарно чистой поверхности эпитаксиальных слоев собственные поверхностные дефекты не оказывают существенного влияния на формирование изгиоа зон даже при комнатной тешературе. начальный рост фя обусловлен переносом электронов с донорных поверхностных состояний, индуцированных изолированными электроположительными адатомами цезия, в объем полупроводника и зарядке поверхности ионами Us+i2J. Поведение изгиоа зон при увеличении толщины цезиевого слоя связано с эволюцией поверхностных состояний, индуцированных атомами Cs, благодаря взаимодействию адатомов с подложкой и друг с другом ibJ. уменьшение ф3 при адсорбции и2 связано с нейтрализацией цезия путем его окисления. Кроме того, уменьшение фв практически до плоских зон свидетельтсвует об уменьшении концентрации исходных поверхностных состояний.

Для получения более полной картины об электронных процессах на поверхности GaAs, в эксперименте измерялись амплитуда основного пика фотоотражения (ДК/Н)0, пропорциональная поверхностной фотоэдс, и интенсивность краевой фотолюминесценции Ipl» зависящая от скорости поверхностной рекомбинации (§3.2). На рис.2 приведена подробная эволюция фв, (ДН/Н)0 и Ipl Для первых трех циклов нанесения цезия и кислорода на поверхность однородно легированного p-GaAs(l(JU). из рисунка видно, что амплитуда

0.6

.0.4 £

0.2

0 -а 10

о

ч

« -

>10 <3

** 0.7

6 о

0.6

0.5

т—1- - Сэ ■ п ггтттй-Л ■ 0, • ■^»о-вю' гт—т—Л ■ С» • И 11114» - 0, - М п—1—А ■ Ся ■ Г; 11 1 Ои- ? У 1 1 ■

К; .ввеч^ ■ ■ 1■ ~ г-. 1 1 о -т о: ■ 1111^ Г 1 1 1д '4 11 1

1, о ^ ■ ' Ч И ■1 1 1 \дЛ0 ' ' 41 Г1 1 1 1 Пд м А 1 * 1

0 11 0 2 20 0 10240102 Ненесение Се (МЬ) и 0« (Ь)

Л. >

\

Рис.2. Эволюция изгиоа зон <рв, амплитуды фотоотражения (,ЛН/Н)0. и интенсивности фотолюминесценции 1рь для первых трех циклов адсороции Оз и 02 на чистую поверхность однородно легированного р-ОаАзЦОО).

фотоотражения и интенсивность фотолюминесценции ооратимо изменяются вместе с изгибом зон. Для определения взаимосвязи между величиной поверхностной фотоэдс, скоростью поверхностной рекомбинации и изгибом зон, на рис.з построены экспериментальные зависимости (ДН/Н).0 и 1 pl от величины <рв- Как видно из рис.з, в первом цикле наблюдается гистерезис амплитуды фотоотражения и интенсивности фотолюминесценции как функции изгиба зон. foct Ipl при постоянном фа (вертикальный участок зависимости, соответствующий адсорбции- кислорода после первого нанесения цезия) однозначно свидетельствует о пассивации состояний дефектов, ответственных за поверхностную рекомбинацию, к третьему циклу гистерезис практически полностью исчезает. Приведенные на рис.з данные свидетельствуют о том, изменения поверхностной фотоэдс и скорости поверхностной рекомбинации обусловлены не только зависимостью этих величин от изгиба зон, но и изменениями концентраций и сечений поверхностных центров захвата и рекомбинации неравновесных носителей заряда.

Для выяснения влияния методики приготовления поверхности полупроводника на поведение электронных свойств границы раздела GaAs(Cs,0), мы использовали, наряду с низкотемпературной очисткой 14], традиционный "высокотемпературный" способ приготовления атомарно чистой поверхности liaAs, включающий обработку в H2S0,,:H202:H2Û и последующее удаление окислов при 'Г^ВОО^С. Результаты изложены, в §3.3. оказалось, что обратимые изменения электронных свойств наблюдаются и на поверхности, приготовленной высокотемпературной очисткой. Таким образом, незакрепленное поведение электронных параметров является свойством границы раздела p-iiaAS(Us,u), не зависящим от методики приготовления атомарно чистой поверхности UaAs.

В данной работе впервые изучена эволюция изгиба зон и амплитуды фотоотражения в процессе формирования состояния с отрицательным электронным сродством (ОЭС), когда адсорбцией Us и о2 оптимизируется квантовый выход фотоэмиссии (§3.4). На рис.4 приведена активировочная (так называемая "уо-уо") кривая тока фотоэмиссии вместе с эволюцией сря и (ДК/Н)0. Из рисунка видно, что в процессе активирования поверхности p-GaAs до состояния с ОЭС происходит немонотонное изменение изгиба зон и амплитуды фотоотражения, оказалось, что на оптимально активированной

о о.г о.4 0.8 о.г о.4 о.е о.г о.4 о.е Изгиб зон. эВ

тс. 3. зависимости амплитуда фотоотражения (ДК/К)0 " и интенсивности фотолюминесценции 1ръ от изгиба зон <рв для первых трех циклов адсорбции и 02. Зависимость построена по данным рис.и.

Номер Cs-0 пика

Рис.4. Эволюция изгиоа зон <p„ и амплитуды фотоотракения (ДК/К)0 вдоль активировочной "уо-уо" кривой квантового выхода фотоэмиссии. Нанесение первого монослоя Os показано подробно. Последующие точки соответствуют цезиевым и кислородным пикам на активировочной "уо-уо" кривой квантового выхода.

поверхности р-иадэ изгио зон составляет и.У эв. Данные результаты меняют сложившиеся представления о механизме формирования состояния с изо, согласно которым изгио зон в процессе активирования считался закрепленым и равным и.ь эв.

Четвертая глава посвящена совершенствованию фотоэмиссионных свойств фотокатодов с ШС на основе Садз и ШСаАвР. .Ранее нами оыло показано, что низкотемпературная технология приготовления поверхности позволяет воспроизводимо получать фотокатоды с чувствительностью до х?Ш мкА/лм 16]. иднако стаоильность этих фотокатодов исследовалась только в режиме слабых ($1 мкА) токов. При использовании фотокатодов с иЭС в качестве источников электронов, важно повышение стабильности фотоэмиссии при больших (>1ии мкА) токах эмиссии, для увеличения тока необходимо увеличение интенсивности освещения, это может приводить к деградации фотокатода, ооусловленной фотохимическими реакциями на поверхности. в §4 л излагаются результаты исследований механизмов, приводящих к деградации чувствительности фотокатодов. Изучение зависимости скорости деградадации от величины тока, напряжения на коллекторе и мощности освещения показали, что доминирующим механизмом деградации при больших токах («хи МА) и плотностях мощности освещения «а вт/смг является не фотохимические реакции, а отравление активирующего покрытия продуктами, десорбирующимися с коллектора в результате его бомбардировки электронами, о целью уменьшения загрязнения коллектора и увеличения времени жизни, образец и держатель термически отжигались в шлюзовой камере перед перегрузкой в основную камеру, в результате скорость деградации существенно уменьшилась, а время жизни фотокатодов при токе «х мА увеличилось с нескольких десятков минут до сотен часов.

в §4.к! приводятся результаты исследований фотоэмиссионных свойств фотокатодов на основе твердых растворов хпиаАзхч Приготовление поверхности и активирование твердых растворов с шириной запрещенной зоны Еа=1.«-н..у эв проводилось так же, как для иаАз. Форма активировочных кривых и спектров квантового выхода показывает возможность достижения отрицательного электронного сродства на широкозонных полупроводниках нанесением только цезия, оез кислорода, оказалось, что хпиаАзхчОв) обладает лучшей стабильностью фотоэмиссии, чем иаАз(Сз,и). За двести часов

непрерывной раоогы в режиме с периодическим подцезированием фототок шиаАз^чиэ) уменьшился только на 10%. в этом эксперименте расчетное время жизни составило оолее 1Ь00 часов при начальном токе и.4 • ма. В §4.3 приводятся результаты измерений спектров квантового выхода ¥(Е) напряженных рассогласованных с подложкой по параметру решетки слоях твердого раствора ШСаАзР. В спектре первой производной квантового выхода сШЕ)/с1Е волизи края собственного поглощения наблюдается структура из двух пиков, обусловленная индуцированным напряжениями расщеплением валентной зоны д«30 мэВ. Расщепление валентной зоны позволяет получить степбнь спиновой поляризации эмиттированных электронов выше ьо% -теоретического*предела для ненапряженных пленок 17].

В заключении перечислены основные результаты и выводы работы:

I. Экспериментально обнаружены многократные обратимые изменения электронных свойств . поверхности эпитаксиального р-СаАэОии) при поочередной адсорбции цезия и кислорода при комнатной температуре, эти данные свидетельствуют о доминирующей роли поверхностных состояний, индуцированных адатомами, а не собственными дефектами поверхности.

'¿. Обнаружен гистерезис в зависимостях поверхностной фотоэдс и интенсивности фотолюминесценции от изгиба зон. пистерезис свидетельствует об изменении концентрации и сечения центров захвата и рекомбинации неравновесных носителей заряда при адсорбции цезия и кислорода на поверхности р-иаАз.

3. экспериментально показано, что обратимые изменения изгиба зон, фотоэдс и скорости поверхностной рекомбинации на границе раздела эпитаксиального р-иаАз(Оз.и) наблюдаются при различных способах приготовления атомарно чистой поверхности арсенида галлия.

4. Изучена эволюция изгиба зон и фотоэдс в процессе активирования поверхности р-Иадз цезием и кислородом до состояния с отрицательным электронным сродством. Изгиб зо.н на оптимально активированной поверхности составил и.з эв. эти данные меняют сложившиеся ранее представления о формировании состояния с оэи, в которых предполагалось, что изгиб зон закреплен и равбн и.Ь эв.

Ь. Изучены механизмы деградации оэс-фотокатодов на основе СаАз и ХпОаАзР. Установлено, что при больших токах эмиссии («10

мл) и плотностях мощности освещения «а ьт/смг фотохимические реакции не вносят существенного вклада в деградацию фотокатода. Доминирующим механизмом деградации является отравление фотокатода продуктами электронно-стимулированной десороции. показано, что дополнительная термоочистка фотокатода в шлюзовой камере позволяет увеличить время жизни с десятков минут до сотен часов.

6. Экспериментально показано, что фотокатоды на основе широкозонных твердых растворов mCaAsi1 обладают лучшей стабильностью по сравнению с арсенидгаллиевыми фотокатодами.

ь спектрах производной квантового выхода напряженных, рассогласованных с подложкой по параметру решетки, слоях mCaAs*1 наблюдается расщепление валентной зоны д«зи эь, позволяющее рассчитывать на увеличении степени спиновой поляризации эмиттированных фотоэлектронов.

основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Альперович и.л., иаулиш АЛ'., Терехов A.C., Нрошевич A.c. отсутствие закрепления уровня Ферми на поверхности p-GaAs (iuu) при адсорбции цезия и кислорода.- письма в ЖЭ'ГФ, 1УУк;, т.ь5, в.5, с.¿89-292.

2. Альперович В.Л., Иаулиш А.Г., Терехов A.C., Нрошевич A.C. Обратимые изменения изгиба зон и скорости рекомбинации на поверхности p-GaAsOOO) при адсорбции цезия и кислорода.-Тезисы i российской Конференции по Физике Полупроводников, Нижний Новгород, 1993 С.ЗЗЬ.

3. Alperovlch V.L., Jaroshevlch A.S., Kuzaev V.N., Shevelev S.V., Paullsh A.C., Terekhov A.S. Unpinned behavior oí Permi level on p-üaAsdOü) surface under Os and 02 deposition at room temperature.- Proceedings or the 1th International Gonrerence "Physics or Low Dimensional Structures", Ctiernogolovka, 1993, p.12.

4. Alperovlch. V.L., Kuzaev V.N., Shevelev S.V., Schelbler C.E., Paullsh A.C., TereWiov A.S. NEA-piiotocatbocLe surrace . preparation: technology and physics.- Proceedings or the Worksnop on i'hotocathodes ror Polarized Electron Sources ror Accelerator, SLaC, stanrord, Calliornla, September Ü-1Ü, 1У93, р.382-ЗУЬ.

ь. Alperovlcn v.L., boitmovityanov m.B., Jaroshevlch A.s., Paullsh A.'J., 'l'erekhov A.s. New material lor photoemisslon electron source: semiconductor alloy InGaAsP grown on GaAs substrate.- Proceedings ol the Workshop on Photocathod.es for Polarized Electron Sources ior Accelerator , SLAG, Stanford, California, September 8-10, 1993, p.369-381.

6. Альперович В.Л., Волховитянов Ю.Б., Паулш А.Г., Терехов А.С. Использование эпитаксиалышх слоев InGaAsP для фотоэмиссионных источников электронов.- письма в ЖТФ, 1992, т.18, в. '¿2, с.67-71.

7. Alperovlch V.L., Bolkhovltyanov Yu.B., Jaroshevlch A.S., Paullsh A.G., Terekhov A.S. InGaAsP as a promising material lor a polarized electron source.- Proceedings of the 35th Yamada Gonierence-10th International Symposium on High Energy

- .Spin Physics, Nagoya, 1992, p.853-856.

8. Alperovlch V.L., Bolkhovltyanov Yu.B., Paullsh A.G., Terekhov A.S. New material for photoemlsslon electron source: semiconductor alloy InGaAsP grown on GaAs substrate.- Nuclear Instrum. and Methods A, 1994, v.340, N 4, p.429-435.

9. Alperovlch V.L., Jaroshevlch A.S., Kuzaev V.N., Shevelov S.V., A.G.Pauilsn, and A.S.Terekhov. Unpinned behavior of Fermi level, photovoltage, and recombination velocity on p-GaAs surface under Gs and 02 deposition.- Phys. Low-Dim. Struct., 1994, v. 1, p.45-51.

Цитируемая литература:

1. Spicer W.E., Ohye P.W., Skeath P.R., Su СЛ., and Llndau I.. New and unified model Schottky barrier and III-V insulator interface states formation.- J. Vac. Sci. Technol., 1979, v.16, N 5, p.1422-1432.

2. Gao R., Miyano K., Kendelevlcz Т., Llndau I., Spicer ff.E. Fermi level movement at the Cs/GaAs(110) interfaces.- Appl. Fhys. Lett., 1989, v.54, N 13, p.1250-1252.

3. Laubschat C., Prietsch M., Domke M., Weschke E., Remmers E., Mandel Т., Ortega J.E., Kaindle G. Switching of band bending at the nonreactlve Cs0x/GaAs(110) interface.- Phys. Rev. Lett., 1989, v.62, N11, p.1306-1309.

4. Галидан Ю.Г., Пошевнев В.И., Мансуров В.Г., Терехов А.С., Окорокова Л.Г. Остаточные углеродные • загрязнения на поверхности GaAs, обработанной в спиртовых растворах Н.С1.-Поверхность, 1989, N 4, с.147-150.

5. Klepeis J.E. and Harrison W.A. Coverage dependence of Schottky barrier formation.- J. Vac. Sci. Technol. В., 1989, v.T, N 4, p.964-9Y0.

6. Болховитянов Ю.В., Морозов Б.В., Паулиш А.Г., Суранов А.С., Терехов А.С., Хайри Е.Х., Шевелев С.В. Полупрозрачный арсенидгаллиевый фотокатод на стекле с чувствительностью до 1700 мкА/лм.- Письма в ЖТФ, 1990, т.16, в.7, с.25-28.

7. Nakanlshi Т., Aoyagi Н., Horinaka Н., Kamlya Y., Kato Т., Nakamura S., Saka Т. and Tsubata M. Large enhancement of spin polarization observed by photoelectrons from a strained GaAs layer.- Phys. Lett. A., 1991, v.158, p.345-349.