变掺杂GaAs光阴极材料是指在一定厚度的GaAs光电发射层内，通过采用体内掺杂浓度高，往表面浓度逐渐降低的变掺杂方法，构建从内到外的内建电场，在内建电场的作用下，光电子以扩散加漂移的运动方式到达阴极表面，从而提高阴极量子效率。本项目研究变掺杂阴极材料的能带结构和内建电场，探索不同能带结构下的量子效率理论，利用量子效率理论设计最佳阴极掺杂结构模型，通过完善变掺杂材料性能表征手段，研究阴极材料表面光伏特性和表面层结构，进行变掺杂阴极材料的MBE外延生长和制备实验，并和理论结果进行对比分析，不断优化材料设计，使制备的阴极少子扩散长度大于4μm，灵敏度达到2200μA/lm以上。本项目是对高性能GaAs光电阴极材料的一种探索，拟解决传统均匀掺杂阴极材料少子扩散长度短、灵敏度低的问题。高性能变掺杂GaAs光电阴极在军事、公安、航天、高能物理、自旋电子学和微电子技术等领域都具有广泛的应用前景。