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多晶碲化锌薄膜载能子超快动力学实验研究

贾琳 唐大伟 张兴

多晶碲化锌薄膜载能子超快动力学实验研究

贾琳, 唐大伟, 张兴
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  • 利用双波长飞秒激光抽运-探测实验方法测量了掺氮多晶ZnTe薄膜在飞秒激光加热情况下载能子超快动力学过程. 采用包含电子弛豫过程和晶格加热过程的理论模型拟合实验数据, 二者符合得很好. 拟合得到10 ps以内影响掺氮多晶ZnTe薄膜表面超快反射率变化的三个弛豫过程的时间常数均为亚皮秒量级. 其中, 正振幅电子弛豫过程是由电子-光子相互作用引起的载流子扩散和带间载流子冷却过程, 负振幅电子弛豫过程是由缺陷造成的光激载能子的俘获效应引起的, 晶格加热过程主要通过电子-声子耦合过程进行的.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51206094, 51327001, 51336009)资助的课题.
    [1]

    Guo Q X, Kume Y, Fukuhara Y, Tanaka T, Nishio M, Ogawa H, Hiratsuka M, Tani M, Hangyo M 2007 Solid State Commun. 141 188

    [2]

    Chang J H, Takai T, Godo K, Song J S, Koo B H, Hanada T, Yao T 2002 Phys. Status Solidi (b) 229 995

    [3]

    Wu S N, Ding D, Johnson S R, Yu S Q, Zhang Y H 2010 Prog. Photovolt. 18 328

    [4]

    Xia Z L, Fan Z X, Shao J D 2006 Acta Phys. Sin. 55 3007 (in Chinese) [夏志林, 范正修, 邵建达 2006 物理学报 55 3007]

    [5]

    Wang H D, Ma W G, Guo Z Y, Zhang X, Wang W 2011 Chin. Phys. B 20 040701

    [6]

    Collier C M, Holzman J F 2014 Appl. Phys. Lett. 104 042101

    [7]

    Qi J, Chen X, Yu W, Cadden-Zimansky P, Smirnov D, Tolk N H, Miotkowski I, Cao H, Chen Y P, Wu Y, Qiao S, Jiang Z 2010 Appl. Phys. Lett. 97 182102

    [8]

    Jia L, Ma W G, Zhang X 2014 Appl. Phys. Lett. 104 241911

    [9]

    Wu A Q, Xu X F 2007 Appl. Phys. Lett. 90 251111

    [10]

    Zhu J, Tang D W, Wang W, Liu J, Holub K W, Yang R G 2010 J. Appl. Phys. 108 094315

    [11]

    Ma W G, Wang H D, Zhang X, Wang W 2011 Acta Phys. Sin. 60 064401 (in Chinese) [马维刚, 王海东, 张兴, 王玮 2011 物理学报 60 064401]

    [12]

    Zhu L D, Sun F Y, Zhu J, Tang D W 2012 Acta Phys. Sin. 61 130512 (in Chinese) [朱丽丹, 孙方远, 祝捷, 唐大伟 2012 物理学报 61 130512]

    [13]

    Norris P M, Caffrey A P, Stevens R J, Michael Klopf J, Mcleskey Jr J T, Smith A N 2003 Rev. Sci. Instrum. 74 400

    [14]

    Hopkins P E, Stewart D A 2009 J. Appl. Phys. 106 053512

    [15]

    Rast S, Schneider M L, Onellion M, Zeng X H, Si W D, Xi X X, Abrecht M, Ariosa D, Pavuna D, Ren Y H, Lpke G, Perakis I 2001 Phys. Rev. B 64 214505

    [16]

    Wright O B, Gusev V E 1995 Appl. Phys. Lett. 66 1190

  • [1]

    Guo Q X, Kume Y, Fukuhara Y, Tanaka T, Nishio M, Ogawa H, Hiratsuka M, Tani M, Hangyo M 2007 Solid State Commun. 141 188

    [2]

    Chang J H, Takai T, Godo K, Song J S, Koo B H, Hanada T, Yao T 2002 Phys. Status Solidi (b) 229 995

    [3]

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    Wang H D, Ma W G, Guo Z Y, Zhang X, Wang W 2011 Chin. Phys. B 20 040701

    [6]

    Collier C M, Holzman J F 2014 Appl. Phys. Lett. 104 042101

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    Qi J, Chen X, Yu W, Cadden-Zimansky P, Smirnov D, Tolk N H, Miotkowski I, Cao H, Chen Y P, Wu Y, Qiao S, Jiang Z 2010 Appl. Phys. Lett. 97 182102

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    [14]

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    [15]

    Rast S, Schneider M L, Onellion M, Zeng X H, Si W D, Xi X X, Abrecht M, Ariosa D, Pavuna D, Ren Y H, Lpke G, Perakis I 2001 Phys. Rev. B 64 214505

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  • [1] 曾惠丹, 曲士良, 姜雄伟, 邱建荣, 朱从善, 干福熹. 飞秒激光作用下金掺杂硅酸盐玻璃的光致晶化研究. 物理学报, 2003, 52(10): 2525-2529. doi: 10.7498/aps.52.2525
    [2] 邱建荣, 姜雄伟, 朱从善, 干福熹. 飞秒激光作用下光学玻璃和激光玻璃的光致暗化及其ESR研究. 物理学报, 2001, 50(5): 871-874. doi: 10.7498/aps.50.871
    [3] 谷渝秋, 郑志坚, 周维民, 焦春晔, 温天舒, 淳于书泰, 蔡达锋. 飞秒激光-金属薄膜靶相互作用中靶前后超热电子能谱的比较. 物理学报, 2007, 56(1): 346-352. doi: 10.7498/aps.56.346
    [4] 焦悦, 陶海岩, 季博宇, 宋晓伟, 林景全. 用于飞秒激光纳米加工的TiO2粒子阵列诱导多种基底表面近场增强. 物理学报, 2017, 66(14): 144203. doi: 10.7498/aps.66.144203
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    [7] 王文亭, 张楠, 王明伟, 何远航, 杨建军, 朱晓农. 飞秒激光烧蚀固体靶的冲击压强. 物理学报, 2013, 62(17): 170601. doi: 10.7498/aps.62.170601
    [8] 王文亭, 张楠, 王明伟, 何远航, 杨建军, 朱晓农. 飞秒激光烧蚀金属靶的冲击温度. 物理学报, 2013, 62(21): 210601. doi: 10.7498/aps.62.210601
    [9] 姚云华, 卢晨晖, 徐淑武, 丁晶新, 贾天卿, 张诗按, 孙真荣. 飞秒激光脉冲整形技术及其应用. 物理学报, 2014, 63(18): 184201. doi: 10.7498/aps.63.184201
    [10] 林景全, 张杰, 李英骏, 陈黎明, 吕铁铮, 滕浩. 原子团簇对飞秒激光的吸收. 物理学报, 2001, 50(3): 457-461. doi: 10.7498/aps.50.457
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-18
  • 修回日期:  2014-11-18
  • 刊出日期:  2015-04-20

多晶碲化锌薄膜载能子超快动力学实验研究

  • 1. 清华大学航天航空学院, 热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京 100084;
  • 2. 中国科学院工程热物理研究所, 北京 100190
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51206094, 51327001, 51336009)资助的课题.

摘要: 利用双波长飞秒激光抽运-探测实验方法测量了掺氮多晶ZnTe薄膜在飞秒激光加热情况下载能子超快动力学过程. 采用包含电子弛豫过程和晶格加热过程的理论模型拟合实验数据, 二者符合得很好. 拟合得到10 ps以内影响掺氮多晶ZnTe薄膜表面超快反射率变化的三个弛豫过程的时间常数均为亚皮秒量级. 其中, 正振幅电子弛豫过程是由电子-光子相互作用引起的载流子扩散和带间载流子冷却过程, 负振幅电子弛豫过程是由缺陷造成的光激载能子的俘获效应引起的, 晶格加热过程主要通过电子-声子耦合过程进行的.

English Abstract

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