低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱

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樊正富, 谭智勇, 万文坚, 邢晓, 林贤, 金钻明, 曹俊诚, 马国宏. 2017: 低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱, 物理学报, 66(8): 327-334. doi: 10.7498/aps.66.087801
引用本文: 樊正富, 谭智勇, 万文坚, 邢晓, 林贤, 金钻明, 曹俊诚, 马国宏. 2017: 低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱, 物理学报, 66(8): 327-334. doi: 10.7498/aps.66.087801
Fan Zheng-Fu, Tan Zhi-Yong, Wan Wen-Jian, Xing Xiao, Lin Xian, Jin Zuan-Ming, Cao Jun-Cheng, Ma Guo-Hong. 2017: Study on ultrafast dynamics of low-temp erature grown GaAs by optical pump and terahertz prob e sp ectroscopy, Acta Physica Sinica, 66(8): 327-334. doi: 10.7498/aps.66.087801
Citation: Fan Zheng-Fu, Tan Zhi-Yong, Wan Wen-Jian, Xing Xiao, Lin Xian, Jin Zuan-Ming, Cao Jun-Cheng, Ma Guo-Hong. 2017: Study on ultrafast dynamics of low-temp erature grown GaAs by optical pump and terahertz prob e sp ectroscopy, Acta Physica Sinica, 66(8): 327-334. doi: 10.7498/aps.66.087801

低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱

Study on ultrafast dynamics of low-temp erature grown GaAs by optical pump and terahertz prob e sp ectroscopy

  • 摘要: 本文采用光抽运-太赫兹探测技术系统研究了低温生长砷化镓(LT-GaAs)中光生载流子的超快动力学过程.光激发LT-GaAs薄层电导率峰值随抽运光强增加而增加,最后达到饱和,其饱和功率为54μJ/cm2.当载流子浓度增大时,电子间的库仑相互作用将部分屏蔽缺陷对电子的俘获概率,从而导致LT-GaAs的快速载流子俘获时间随抽运光强增加而变长.光激发薄层电导率的色散关系可以用Cole-Cole Drude模型很好地拟合,结果表明LT-GaAs内部载流子的散射时间随抽运光强增加和延迟时间(产生光和抽运光)变长而增加,主要来源于电子-电子散射以及电子-杂质缺陷散射共同贡献,其中电子-杂质缺陷散射的强度与光激发薄层载流子浓度密切相关,并可由散射时间分布函数α 来描述.通过对光激发载流子动力学、光激发薄层电导率以及迁移率变化的研究,我们提出适当增加缺陷浓度,可以进一步降低载流子迁移率和寿命,为研制和设计优良的THz发射器提供了实验依据.
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出版历程
  • 刊出日期:  2017-04-30

低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱

  • 上海大学物理系,上海,200444
  • 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 中国科学院太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050

摘要: 本文采用光抽运-太赫兹探测技术系统研究了低温生长砷化镓(LT-GaAs)中光生载流子的超快动力学过程.光激发LT-GaAs薄层电导率峰值随抽运光强增加而增加,最后达到饱和,其饱和功率为54μJ/cm2.当载流子浓度增大时,电子间的库仑相互作用将部分屏蔽缺陷对电子的俘获概率,从而导致LT-GaAs的快速载流子俘获时间随抽运光强增加而变长.光激发薄层电导率的色散关系可以用Cole-Cole Drude模型很好地拟合,结果表明LT-GaAs内部载流子的散射时间随抽运光强增加和延迟时间(产生光和抽运光)变长而增加,主要来源于电子-电子散射以及电子-杂质缺陷散射共同贡献,其中电子-杂质缺陷散射的强度与光激发薄层载流子浓度密切相关,并可由散射时间分布函数α 来描述.通过对光激发载流子动力学、光激发薄层电导率以及迁移率变化的研究,我们提出适当增加缺陷浓度,可以进一步降低载流子迁移率和寿命,为研制和设计优良的THz发射器提供了实验依据.

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