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半绝缘GaAs光电导开关的瞬态热效应

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施卫, 马湘蓉, 薛红. 2010: 半绝缘GaAs光电导开关的瞬态热效应, 物理学报, 59(8): 5700-5705.
引用本文: 施卫, 马湘蓉, 薛红. 2010: 半绝缘GaAs光电导开关的瞬态热效应, 物理学报, 59(8): 5700-5705.
shu
Shi Wei, Ma Xiang-Rong, Xue Hong. 2010: Transient thermal effect of semi-insulating GaAs photoconductive switch, Acta Physica Sinica, 59(8): 5700-5705.
Citation: Shi Wei, Ma Xiang-Rong, Xue Hong. 2010: Transient thermal effect of semi-insulating GaAs photoconductive switch, Acta Physica Sinica, 59(8): 5700-5705.
shu

半绝缘GaAs光电导开关的瞬态热效应

  • 西安理工大学应用物理系,西安,710054;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安,710049

  • 西安理工大学应用物理系,西安,710054

Transient thermal effect of semi-insulating GaAs photoconductive switch

  • 摘要: 实验用波长1064 nm,触发光能为1.0 mJ的激光脉冲触发电极间隙为4 mm的半绝缘GaAs光电导开关,当光电导开关的偏置电压达到3800 V时,开关进入非线性(lock-on)工作模式,在偏置电场和触发光能不变的条件下.开关输出稳定的非线性电脉冲,1500次触发后GaAs开关表面出现因丝状电流引起损伤的痕迹.分析认为:在一定触发光能和电场阈值条件下,开关芯片内存在两种瞬态热效应:热弛豫效应和光激发电荷畴-声子曳引效应.热弛豫时间很短,在皮秒甚至亚皮秒量级,热弛豫过程导致了热传导的弛豫行为;当光激发电荷畴以107cm/s的速度从阴极向阳极渡越时,在这两种效应的作用下使得开关芯片瞬态温度变化发生了弛豫振荡现象.光激发电荷畴.声子曳引效应在位错运动方向上传播,声子流携带的热能集中在移动的平面内,使得移动区域温度升高,移动轨迹经多次叠加累积呈现出丝状的损伤痕迹.
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出版历程
  • 刊出日期:  2010-08-30

半绝缘GaAs光电导开关的瞬态热效应

  • 西安理工大学应用物理系,西安,710054;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安,710049
  • 西安理工大学应用物理系,西安,710054

摘要: 实验用波长1064 nm,触发光能为1.0 mJ的激光脉冲触发电极间隙为4 mm的半绝缘GaAs光电导开关,当光电导开关的偏置电压达到3800 V时,开关进入非线性(lock-on)工作模式,在偏置电场和触发光能不变的条件下.开关输出稳定的非线性电脉冲,1500次触发后GaAs开关表面出现因丝状电流引起损伤的痕迹.分析认为:在一定触发光能和电场阈值条件下,开关芯片内存在两种瞬态热效应:热弛豫效应和光激发电荷畴-声子曳引效应.热弛豫时间很短,在皮秒甚至亚皮秒量级,热弛豫过程导致了热传导的弛豫行为;当光激发电荷畴以107cm/s的速度从阴极向阳极渡越时,在这两种效应的作用下使得开关芯片瞬态温度变化发生了弛豫振荡现象.光激发电荷畴.声子曳引效应在位错运动方向上传播,声子流携带的热能集中在移动的平面内,使得移动区域温度升高,移动轨迹经多次叠加累积呈现出丝状的损伤痕迹.

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