Аккумуляционный зарядовый слой ультратонких интерфейсов Cs, Ba/$n$-GaN(0001): электронные и фотоэмиссионные свойства

Проведены экспериментальные исследования и теоретические расчеты фотоэмиссии для ультратонких интерфейсов Cs/$n$-GaN(0001) и Ba/$n$-GaN(0001). Электронные свойства интерфейсов исследованы in situ методом пороговой фотоэмиссионной спектроскопии в вакууме $P\sim$ 5 $\cdot$ 10$^{-11}$ Torr. Обнаружен новый эффект – появление фотоэмиссии с большим квантовым выходом при возбуждении светом из области прозрачности GaN. Показано, что в результате адсорбции Cs или Ba на $n$-GaN происходит образование квази-2D электронного канала – зарядового аккумуляционного слоя непосредственно у поверхности. Изучены фотоэмиссионные спектры и работа выхода как функция толщины Cs- и Ba-покрытия. Установлено, что адсорбция Cs и Ba приводит к резкому понижению работы выхода соответственно, до $\sim$1.45 и $\sim$1.95 eV. Проведены расчеты спектров фотоэмиссии и получены параметры аккумуляционного слоя – энергетическая глубина слоя ниже уровня Ферми для различных Cs- и Ba-покрытий. Показано, что энергетическими параметрами аккумуляционного слоя на поверхности $n$-GaN(0001) можно целенаправленно управлять за счет изменения Cs- или Ba-покрытия. Установлено, что максимальная глубина слоя достигается при цезиевом покрытии $\sim$0.5 монослоя.