导电高聚物中的载流子裂变和随机激光机理的研究

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woxia012
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本文由两个专题构成,包括聚合物分子中的载流子分裂和随机激光机制。在文中,我们研究了高聚物中由于光诱导的载流子的结构的变化,我们的动力学模拟显示了一个特别的光诱导过程:在光激发下,高聚物分子中的载流子被分裂成两个新的载流子。一个正的双极化子裂变成两个正的单极化子,以及一个正单极化子可以裂变成一个正的双极化子和一个负的单极化子。光诱导的载流子裂变不需要一个外电场的帮助,是一个典型的对称性破缺。在凝聚态物理里,基于描述载流子性质自旋和电荷,载流子可以分为自旋载流子和电荷载流子。在无机材料中,他们的载流子有电子和空穴,都带有自旋和电荷。不同于无机材料,有机材料中的载流子是复合了晶格结构的载流子。因此,除了具有和无机材料的电子和空穴类似的具有电荷和自旋的极化予以外,在有机材料中还存在电荷而没有自旋的双极化子。结合上面发现的载流子的裂变,我们发展了ESR(电子自旋共振,电荷载流子的自旋反转)的对偶性质,自旋载流子的电荷反转。1994年Lawandy等人通过抽运随机分布的TiO微粒和Rodanmine构成的胶体溶液,在溶液的表面附近观察到了激光辐射,也就是随机激光。为了在随机固体材料中实现共振反馈的激光,Cao等用四倍频λ=266nm的YAG激光聚焦到ZnO的多晶薄膜表面,当所聚焦的能流密度超过一个阈值的时候,在光发射谱上将出现窄的分立的峰将出现,同时一系列微米尺寸的光点将随机的闪烁在辐射光分布图上,而且他们都是相干的小亮点。对于这个奇异的现象,我们揭示了他的机理:电磁波的在无序介质中的多重散射将诱导具有集体行为的局域模式,他们将把光波限制在某个局域的范围。一旦增益超过阈值,他将驱使体系选择局域的本征模式出射光波,也就形成了局域的相干的激光。不同于常规的激光,随机激光的共振腔是由多个晶粒构成的,这也造成了他们的微腔“不可见”。这些结果将有助于更深入的研究随机激光,包括FDTD方法。
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