CN114927395A - 一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实时控制NEAGaN电子源反射率的方法。具体方法为：建立反射率随温度变化的公式以及NEAGaN电子源反射率实时可变的模型；确定目标反射率R和工作时的入射光波长λ和初始偏离值s；获取工作温度T0以及当前NEAGaN电子源的反射率R0；将目标参数输入到温度校准模型，计算输出目标温度T1；获取温度为T1时NEAGaN电子源的反射率R1并计算偏离度s1，若s1小于偏离值s，输出温度T＝T1，若s1大于偏离值s，则根据T1、R1进行下一次修正，再次计算得到温度T2与偏离度，并与设定值进行比较。根据如上步骤校准温度，直至sn小于偏离值s，最终输出目标R对应的最优温度T。本发明通过温度控制NEAGaN电子源反射率，具有自校准的功能，且控制灵活，启动快，可靠性高，可以精确实现实时自动控制NEAGaN电子源反射率的需求，进而提高稳定性。

Description

一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法
技术领域
本发明涉及半导体材料技术领域，尤其涉及一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法。
背景技术
GaN作为第三代半导体的典型代表。具有宽带隙、高饱和漂移速度、高量子效率和低噪声等突出优点，是大功率、高温、高频、抗辐照应用场合下极为理想的半导体材料。NEAGaN基光电阴极具有量子效率高、稳定性好、发射电子能量分布集中等优点，是高性能的新型光电阴极。
反射率作为GaN光电阴极光学特性的一个重要参数，可以直接影响量子效率。在一些对阴极材料的稳定性要求很高的应用场景下，需要电子源稳定维持特定的量子效率，而通过调节反射率的大小可以实现上述目的，因此实现反射率的实时控制非常重要。
目前实现特定反射率的方法只有重新激活或者更换材料等方法，操作复杂、成本高以及稳定性差，且不能实时进行控制，控制精度也不好把握，并不能很好的实现上述目的。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为：
一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其改进之处在于，所述方法建立反射率随温度变化的公式以及NEA GaN电子源反射率实时可变的模型。
进一步的，所述反射率对应的温度公式为
Figure BDA0003616704550000011
Figure BDA0003616704550000012
为平均反射率，为常数；Cth为热反射系数。
进一步的，一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，包括以下步骤：
步骤1、确定目标反射率R、工作时的入射光波长λ和初始偏离值s，初始偏离值s为所需要的精度；
步骤2、作为初始条件，首先对置入的NEA GaN电子源进行初始值测定，包括工作温度T0以及当前NEA GaN电子源的反射率R0；
步骤3、将上述确定的目标参数输入到温度校准模型，根据公式计算输出目标温度T1；
步骤4、获取温度为T1时NEA GaN电子源的反射率R1；
步骤5、计算反射率R1与目标反射率R的偏离度s1；
步骤6、将偏离度s1与偏离值s进行比较，若s1小于偏离值s，输出温度T＝T1，若s1大于偏离值s，则根据T1、R1进行下一次修正，计算得到温度T2与偏离度s2，并与偏离值s进行比较。
进一步的，根据如上步骤校准温度，直至sn小于偏离值s，输出目标R对应的最优温度T，达到实时控制反射率的目的。
进一步的，步骤1中，所述热反射系数Cth受样品材料与入射光波长的影响，即确定入射光波长λ即可确定Cth的值。
进一步的，步骤5中，所述偏离度的计算方法为
Figure BDA0003616704550000021
进一步的，对于温度校准模型，若一次不能得到最佳温度，则按所述模型不断修正，直至偏离值sn小于s，输出目标R对应的最优温度T。
进一步的，本方法可以实时在线地对工作中的NEA GaN电子源的反射率进行精确控制，不需要通过更换材料等方法进行反射率控制。
进一步的，所述测量和校准过程均由计算机软硬件自动进行，只需确定目标反射率R、工作时的入射光波长λ和初始偏离值s，最终可以输出目标温度T，循环次数n，偏离度sn。
本发明的有益之处在于：通过不断逼近目标反射率并将误差控制在一定范围内，具有控制灵活，启动快，可靠性高的特点，可以精确实现实时控制NEA GaN电子源反射率的需求，进而提高稳定性。
附图说明
图1:实时控制NEA GaN电子源反射率的流程图。
具体实施方式
实施例
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
选择的材料结构：厚度为300nm，掺杂浓度为1×10-18cm-3，掺杂元素为Mg，尺寸为10×10mm，衬底为蓝宝石；
确定的目标反射率R为0.213，工作时的入射光波长λ为350nm，初始设定值s为5％；
测量环境温度值T0为300K，使用椭圆偏振法测量当前NEA GaN电子源的反射率R0的为0.227；
入射光波长确定，此时热反射系数Cth确定，因此将目标参数输入温度校准模型，通过反射率对应的温度公式：
Figure BDA0003616704550000031
可计算出目标温度T1为450K；
再次使用椭圆偏振法测量温度为T1时NEA GaN电子源的反射率R1为0.22；
利用
Figure BDA0003616704550000032
计算偏离度s1为3.3％；
偏离度s1小于设定值s即5％；
输出温度T＝450K，即达到实时控制反射率的效果。
若更改设定值s为3％，此时偏离度s1大于设定值s；
根据T1、R1进行下一次修正，再次计算得到温度T2与偏离度s2，并与设定值3％进行比较。
根据如上步骤校准温度，直至sn小于设定值，最终输出目标R对应的最优温度T为432K，循环次数n为4，偏离度sn为1.7％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其特征在于建立反射率随温度变化的公式以及NEA GaN电子源反射率实时可变的模型。
2.根据权利要求1所述的一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其特征在于：所述反射率对应的温度公式为
Figure FDA0003616704540000011
Figure FDA0003616704540000012
为平均反射率，为常数；Cth为热反射系数。
3.一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、确定目标反射率R、工作时的入射光波长λ和初始偏离值s；
步骤2、获取工作温度T0以及当前NEA GaN电子源的反射率R0；
步骤3、将目标参数输入到温度校准模型，计算输出目标温度T1；
步骤4、获取温度为T1时NEA GaN电子源的反射率R1；
步骤5、计算反射率R1与目标反射率R的偏离度s1；
步骤6、将偏离度s1与设定值s进行比较，若s1小于设定值s，输出温度T＝T1，若s1大于设定值s，则根据T1、R1进行下一次修正，计算得到温度T2与偏离度s2，并与设定值s进行比较。
根据如上步骤校准温度，直至sn小于设定值s，输出目标R对应的最优温度T，达到实时控制反射率的目的。
4.根据权利要求3所述的一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其特征在于：所述热反射系数Cth受样品材料与入射光波长的影响，即确定入射光波长λ即可确定Cth的值。
5.根据权利要求3所述的一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其特征在于：所述偏离度的计算方法为
Figure FDA0003616704540000013
6.根据权利要求3所述的一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其特征在于：对于温度校准模型，若一次不能得到最佳温度，则按所述模型不断修正，直至偏离值sn小于s，输出目标R对应的最优温度T。
7.根据权利要求3所述的一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其特征在于：本方法可以实时在线地对工作中的NEA GaN电子源的反射率进行精确控制。
8.根据权利要求3所述的一种实时控制NEA GaN电子源反射率的方法，其特征在于：所述测量和校准过程均由计算机软硬件自动进行，只需确定目标反射率R、工作时的入射光波长λ和初始偏离值s，最终可以输出目标温度T，循环次数n，偏离度sn。
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