近年来,随着生物医学技术、环境监测、空间探索等领域的迅速发展,对光电探测器的灵敏度和光谱响应范围提出了更高的要求。这些领域光电探测的光信号一般都非常微弱,如生物荧光、紫外辐射等,而探测的光谱范围要求则各不相同,从近红外、可见光到紫外。Ga As光电发射材料作为这些领域的高效的探测材料之一,为了进一步提高Ga As基光电发射材料探测灵敏度,并扩展光谱探测范围,国内外开展了大量的研究工作。不过,我们通过在Alx Ga1-x As/Ga As光电发射材料中改变Alx Ga1-x As缓冲层的Al组分,在Alx Ga1-x As层内形成内建电场,从而可以大幅度提高电子的发射效率。本文主要通过有限体积数值仿真的方法来分析材料重要参数对光电阴极的量子效率和分辨力的影响,同时,据此来优化Alx Ga1-x As光电发射材料的结构设计。首先,通过仿真变组分Ga As薄膜光电发射材料,并结合几组实验样品数据,我们研究了它们的最佳量子效率和分辨力,此时得到最优厚度和Al组分等材料结构参数。其次,在仿真变组分Ga As纳米线,通过仿真,我们可以得到Ga As纳米线达到最佳积分灵敏度,此时最优Ga As纳米线长度和最优Al组分。