GaAs光电阴极因发射电子角度集中、自旋极化率高和量子效率高等优点,被应用于微光夜视和高能物理等领域。GaAs光电阴极的稳定性是描述其性能好坏的重要参数,适当的激活工艺可以提高其稳定性。为了提高GaAs光电阴极的激活工艺水平,改善GaAs光电阴极的稳定性,使GaAs光电阴极可以在更多领域中得到应用,本文对GaAs光电阴极的Cs/NF3激活工艺进行了吸附模型、NF3气体流量控制、Cs/NF3激活方式和阴极稳定性等方面的研究。首先,基于密度泛函的第一性原理,构造了不同GaAs表面吸附模型。分析了Cs/NF3吸附过程中材料性质的变化,并对比不同Cs/NF3比例的吸附模型,计算结果表明6Cs/1NF3吸附比例的模型功函数最小,吸附能较大。与相同吸附比例下Cs/O模型进行了对比,得出了Cs/NF3吸附的GaAs表面模型更加稳定的结论。为下一步的Cs/NF3激活工艺的研究提供理论指导。其次,介绍了改进后的光电阴极制备与表征超高真空互联系统,描述了这个系统的各部分组成。该系统可以实现多信息的在线测控,包括激活光电流、系统真空度、激活源电流等信息。介绍了超高真空系统获得超高真空的流程,提出了一种高纯NF3气体的微量可调进气方法。再者,设计了GaAs光电阴极Cs/NF3高低温两步激活实验,分析了高低温两步激活对激活工艺的影响。结果表明,在GaAs光电阴极Cs/NF3激活工艺中进行高低温两步激活,可以提升GaAs光电阴极的量子效率。最后,进行了GaAs光电阴极Cs/NF3激活实验稳定性测试,在光照条件下测试GaAs光电阴极激活后的光电流衰减,在无光照条件下测试GaAs光电阴极量子效率的衰减。设计了GaAs光电阴极Cs/O激活实验与之对比,实验结果表明采用Cs/NF3激活得到的GaAs光电阴极的稳定性比Cs/O激活得到的光电阴极更佳。