随着现代电子加速器对电子束品质要求的不断提高,传统的光阴极器件在量子效率与工作寿命的改善研究中遇到了不少瓶颈。而电注入式阴极电子源利用晶体管的电流控制方式,无需光源,可实现对电流发射密度和发射电子束脉冲结构稳定、灵活的控制,有望成为一种满足现代电子加速器需求的新型高性能电子源,并对拓展电子源应用领域也有着积极意义。本文首次提出并简要分析了一种新型的电注入铝镓砷/镓砷（AlGaAs/GaAs）负电子亲和势（NEA）阴极的基本工作机理,并结合理论和实验测试结果,设计了一个可行的电注入阴极器件结构模型;利用光刻-感应耦合等离子体（ICP）刻蚀法制备了AlGaAs/GaAs阵列,同时结合其扫描电子显微镜（SEM）形貌图和工艺过程,分析阵列制备中高Al组分AlGaAs层出现腐蚀现象的原因,并获得了较为理想的发射层阵列。本文以光刻胶作为微米阵列的保护层,采用热阻蒸发与电子束蒸发法进行金属的沉积,剥离形成电子注入层电极,同时结合阴极的热净化实验、I-V特性测试和二次离子质谱（SIMS）等结果,分析了Ag电极短路问题,并验证了Ti/Pt/Au结构电极的热稳定性;通过在器件结构中设计并制备500nm的二氧化硅（SiO₂）绝缘层,将器件漏电流降低了约1个数量级;通过对光刻版的多次改善设计,用接触式光刻曝光法获得了发射阵列占发射区面积约70%的方形阵列,其发射线与4μm宽的电极最小距离约1.2μm。最后在改造后的光阴极超高真空（UHV）激活系统中,对早期制备的阴极器件进行了电注入阴极的热净化、Cs-F激活和电注入测试实验,并结合光谱响应测试,分析了其电子发射效率,证明制备的电注入阴极可以激活成功。