为了更好的对GaAs光电阴极进行评价分析,本文提出利用光电压谱对GaAs光电阴极材料性能进行评估测试,并和阴极材料激活后的量子效率曲线进行对比分析,构建针对GaAs光电阴极激活前后的闭环评估体系,为GaAs光电阴极研究提供更丰富的测试评价手段。　　 针对GaAs光电阴极材料特性,设计了基于金属-绝缘层-半导体结构的稳态光电压谱测试系统,并在材料清洗工艺、绝缘层材料选择、光电压池结构设计和数据分析管理软件等方面做了多项改进,整个系统具有较高的信噪比和重复测量精度。　　 在分析T.S.Moss和A.M.Goodman等研究者的单层厚尺寸半导体材料表面光电压谱理论和借鉴J.Tou(s)ek等研究者的非接触光电压谱理论基础上,研究了针对多层结构GaAs光电阴极的光电压谱拟合计算公式。利用研制的光电压谱测试系统对GaAs发射层/GaAs衬底双层阴极结构材料、GaAlAs缓冲层/GaAs衬底层双层结构材料以及GaAs发射层/GaAlAs缓冲层/GaAs衬底层三层结构阴极材料的光电压谱拟合计算公式进行分析和验证,实现了对阴极材料电子扩散长度和后界面复合速率等关键参数的分析评价。　　 在变掺杂光电阴极量子效率拟合理论的基础上,针对变掺杂GaAs光电阴极结构,研究了变掺杂GaAs光电阴极的光电压谱拟合计算公式。利用光电压谱测试实现了对变掺杂阴极材料参数的分析评估,并实现了不同掺杂结构阴极材料光电压谱积分灵敏度的对比分析。同时利用光电压谱和量子效率的对比分析,实现了对阴极材料激活后表面电子逸出几率曲线的准确拟合。　　 利用表面电子逸出几率曲线和表面势垒层结构的关联特性,实现了利用光电压谱和量子效率对表面势垒层结构参数的在线分析评价。通过推导光生载流子隧穿表面势垒层的透射薛定谔方程,得到了表面电子逸出几率和表面势垒层的关联矩阵方程。经过对阴极材料高低温激活过程中表面势垒层变化的评估分析,并将评估结果和变角XPS分析结果进行对比验证,证明该方法具有较高的测试准确性。　　 利用光电压谱测试和量子效率测试构建的针对阴极激活前后的闭环评价体系,为GaAs光电阴极材料变掺杂结构优化设计和激活工艺改进提供了更丰富的研究手段。