为了提高GaN阴极的紫外探测效率,提出了一种由体内到表面、掺杂浓度由高到低的变掺杂GaN阴极材料结构,采用超高真空(Cs,O)激活工艺进行了阴极制备,对均匀掺杂和变掺杂GaN光电阴极的光谱响应特性进行了测试与比较。与传统具有均匀掺杂结构的GaN阴极相比,这种变掺杂结构的阴极在反射工作模式下具有更高的量子效率(量子效率平均提高了30%)和更好的长波紫外响应特性(长波响应提高了43%)。通过比较变掺杂与均匀掺杂阴极在能带结构、光电子体内输运效率、光电子表面发射效率等特性上的差异,对变掺杂GaN光电阴极获得更高量子效率的机理进行了分析。