辐照法制备太赫兹波发射晶体的机理研究

来源 :中国科学院研究生院(上海应用物理研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lt13770509399
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太赫兹(THz)技术在材料科学、生物成像、反恐以及通信等诸多领域有着广阔而重要的应用前景,被认为是21世纪的十大关键技术之一。作为太赫兹系统最核心的组件,太赫兹发射源的研究长期以来都是人们关注的重点。传统的太赫兹波发射源一般是由低温生长的砷化镓(LT-GaAs)制备而成,由于低温生长的砷化镓晶体的性质非常敏感地依赖于其生长的温度与退火条件,因此阻碍了其规模化生产。考虑到离子辐照技术能够非常有效地通过选择辐照离子的种类、能量以及剂量来调控材料微观结构和宏观性能,人们开始尝试用离子辐照技术来制备太赫兹波发射材料。已有的成果表明,通过辐照法制备的发射材料与低温生长的砷化镓晶体几乎相同的性能。为了确定辐照法制备THz光电导材料的最佳条件,需要对离子辐照材料产生THz波的内在机理作深入研究。本论文通过实验对不同条件下氮离子辐照的砷化镓(GaAs)和掺铁磷化铟(InP(Fe))样品的太赫兹发射性能进行了测量,并结合数值模拟计算研究了缺陷对太赫兹波发射性能可能的影响,分析讨论了辐照法制备太赫兹波发射晶体的作用机制。论文首先研究了500keV和1.5MeV的N离子分别辐照GaAs与InP(Fe)的太赫兹波的发射行为。研究发现,辐照对样品发射的太赫兹波脉宽没有影响,仅峰值强度随辐照剂量发生变化,且太赫兹波的峰值电流仅仅依赖于辐照在THz发射区域内所产生的缺陷的浓度,与氮离子的能量无关,说明注入的氮离子本身对太赫兹波的发射行为没有影响。随着辐照剂量(缺陷浓度)的增加,太赫兹波的峰值电流呈现先增加后减小的变化趋势,由此确定氮离子辐照GaAs制备太赫兹波发射材料的最佳剂量为1×1011/cm3(1.5MeV N+ion),相应的缺陷浓度为3×1017/cm3。而对于InP(Fe)而言,最佳的氮离子辐照剂量约为1×1010/cm3(500keVN+ion)和1×1011/cm3(1.5MeV N+ion),相应的缺陷浓度约为2.2×1017/cm3。随后通过蒙特卡罗模拟计算了不同的缺陷条件下,GaAs发射THz波的性能变化。计算结果表明载流子捕获截面和陷阱浓度对载流子浓度的超快变化过程均有非常大的影响,不同缺陷条件下太赫兹波的峰强与脉宽均有显著的变化,并且低能载流子的散射率会随着辐照剂量的增大显著增大。综合实验与计算的结果,推断认为,辐照所产生的缺陷不能有效地作为陷阱捕获载流子,而只是在材料原有缺陷的基础上影响载流子的数量和散射过程,并由此对材料太赫兹波的发射行为产生影响。论文工作进一步采用德鲁德模型以解析法从另一方面研究了光电导材料在不同的动量弛豫时间条件下的太赫兹发射行为。结果表明,太赫兹光谱的峰值强度会随着载流子动量弛豫时间的增大而显著增大,这一结果证实了散射率对于太赫兹波峰强有着显著的影响。
其他文献
宠物疫病特别是人兽共患病严重危害着宠物健康和公共卫生安全.通过对我国宠物疫苗研发和应用现状进行分析,提出关于开展疫苗质量监控技术和免疫抗体检测技术研究,以建立宠物
依托集约化规模化程度较高的优质果品生产基地,结合当地群众种植习惯,认真开展了梨树早期管理以耕代抚技术应用研究,充分利用现有林地空间,挖掘林地生产潜力,提高林地单位经济效益
滨海湿地是海洋和陆地相互作用形成的生态交错带,对自然环境变化和人类活动作用响应最为敏感,使其成为相对脆弱的生态系统。科学评价滨海湿地生态系统健康状况及其胁迫因子,
泡沫经济的发展早已经超出了国别经济的范畴,全球泡沫经济使得泡沫经济学进入了更广阔的领域,需要更宏大的全球意识和国际眼光。在泡沫经济的不断演进中,"主权债务"和"国家破
制造业发展和格局演化直接影响世界经济。全球制造业生态系统和产业布局发生了重大变化,第五轮产业转移和要素重组加快,第四轮经济全球化与第四次工业革命并驾齐驱,全球产业链、
报纸
20世纪90年代以来,为扭转传统国际化模式过于重视人员跨境流动而造成的高等教育资源分配不公平的弊端,以瑞典为代表的部分欧洲国家发起并推进了高等教育“在地国际化运动”。作
采用复方解毒汤(马齿苋、大青叶、紫草、败酱草、龙胆草、柴胡、川楝子、车前子、茯苓皮、蝉蜕)辨证加味内服,配合中药泥膏外贴,治疗带状疱疹58例,总有效率96.55%,提示本方法
目前,我国的风险投资退出渠道主要是通过IPO,出售,股权回购,破产清算等方式,本文就我国目前的风险投资退出机制存在的问题主要是IPO方式难以实现、法律法规不健全、政府支持
1案情简介2006年7月6日,申请人某工程咨询公司与被申请人中国某工程集团有限公司签订了《某项目工程分包合同》,双方约定:被申请人将某大厦弱电系统工程分包给申请人,并确定了工
多铁性材料集铁电性和铁磁性于一体,并且两者之间存在耦合效应,因而在新型信息存储设备和功能性传感器件等方面有着广阔的应用前景和非常高的研究价值。REMn2O5体系由于包含很