AlGaN光阴极在紫外成像和真空电子器件中具有重要应用。然而，光阴极需要超高的真空工作环境。真空像管中的残余气体会吸附在激活表面，从而导致其光电发射性能急剧衰减，严重降低了器件的使用寿命，限制了其进一步发展。
近期，信息工程学院教师刁煜及合作者采用第一性原理和一维薛定谔传输矩阵方法，建立了五种常见杂质气体（H2O、CO、CO2、H2、CH4）吸附在铯（Cs）激活AlGaN(100)表面上的结构模型，计算并分析了不同吸附模型的吸附能、电荷转移、能带结构、态密度、功函数、光学吸收系数和反射率等光电性质。进一步通过对稳定性、电学特性和表面电子逸出几率的分析，建立了电学特性变化与阴极表面光电子发射性能之间的直接联系，揭示了残余气体暴露下AlGaN光阴极性能衰退的物理机制。研究结果有助于提高AlGaN或其他基于III-V族半导体材料的真空器件性能。相关研究进展以《Gas adsorption on activated AlGaN photocathode: A first-principle study on charge redistribution, work function variation and emission performance attenuation》为题发表在《Surfaces and Interfaces》(中科院SCI期刊材料科学二区，IF：5.7)。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.surfin.2024.104665。
(a) 纯净表面势垒；(b) Cs吸附表面势垒；(c) 气体吸附表面势垒；(d-h) 杂质气体吸附表面的电子逸出几率
近年来，信息工程学院高度重视高水平科学研究，始终将科研工作立于发展全局中的核心地位，确立以学科交叉融合作为学院科研特色化发展的必由之路，积极引进学术骨干博士，取得了一系列科研成果，进一步树立了学院的学术自信，增强了学院科研特色。
（图/文：刁煜 审核：王小军 魏薇）
