GaAs中带填充效应与带隙重整化效应的竞争-物理学报.PDF

物理学报摇 粤糟贼葬孕澡赠泽援杂蚤灶援摇 灾燥造援远园袁晕燥援源 渊圆园员员冤摇 园源苑圆园员 郧葬粤泽 中带填充效应与带隙重整化效应的竞争鄢 员冤 员冤 圆冤覮 滕利华 摇 王摇 霞 摇 赖天树 员冤渊青岛科技大学数理学院袁青岛摇 圆远远园远员冤 圆冤渊中山大学光电材料与技术国家重点实验室袁物理系袁广州摇 缘员园圆苑缘冤 渊圆园员园年员月员员 日收到曰圆园员园年苑月圆园 日收到修改稿冤 摇 摇 采用时间分辨线偏振光抽运鄄探测光谱研究常温下本征郧葬粤泽 中载流子弛豫动力学袁观察到饱和吸收和吸收增 强现象援发现载流子浓度为圆伊员园员苑 原猿 糟皂 袁探测光子能量小于员郾缘源怨藻灾时袁饱和吸收现象比较明显袁反之袁有明显的 吸收增强现象出现援载流子浓度大于苑伊员园员远 原猿 糟皂 的范围内袁吸收增强信号随时间增大没有减弱的趋势袁反而有继 续增强的趋势援理论上袁考虑带填充效应和带隙重整化效应的竞争袁模拟得到与实验谱线相符合的结果援 同时考虑 带填充和带隙重整化效应袁给出了用于拟合载流子寿命的新的经验公式援 关键词院飞秒抽运鄄探测光谱袁带填充效应袁带隙重整化效应袁载流子寿命 孕粤悦杂院苑圆援愿园援耘赠袁苑圆援员缘援蕴澡袁苑圆援圆园援允增 始应用于半导体抽运 原探测实验中吸收增强现象 员郾 引 言 的定性解释咱员园袁圆圆袁圆猿暂 袁但用抽运鄄探测实验定量的研究 各能级上的带隙重整化效应仅在怨郾远运 的低温下有 咱圆源暂 郧葬粤泽材料具有直接带隙尧共振光学非线性系数 报道 袁尤其是常温下带隙重整化效应随延迟时间 大尧电子迁移率高尧耐高温尧抗辐射等优点袁在超高 的演化仍未见报道援本文采用时间分辨线偏振光抽 频尧低功耗尧低噪音光电子器件方面具有独特优势袁 运原探测实验光谱研究常温下本征郧葬粤泽 中各能级 但是受激载流子的弛豫寿命仍制约着 郧葬粤泽基光电 上带填充效应和带隙重整化效应的竞争袁与低温下 子器件的响应速度咱员暂 袁因此袁受激载流子弛豫过程 不同袁出现吸收增强现象时袁吸收增强信号随时间 的研究具有重要意义援 飞秒抽运 原 探测实验中袁 增大没有减弱的趋势袁反而有继续增强的趋势援对 郧葬粤泽导带内受激载流子的弛豫过程主要有热化过 本征郧葬粤泽抽运鄄探测实验中带填充和带隙重整化效 咱圆袁猿暂 咱源要苑暂 咱远袁苑暂 应在不同能级以及较长时间的相对强弱关系进行 程 袁冷却过程 以及复合过程 援受激载流 子的弛豫动力学研究以前主要集中在前两个过 了理论和实验的定量比较与分析袁得到了相符合的 程咱源袁缘暂 袁复合过程中袁实现费米分布的载流子在导带 结果援同时考虑带填充效应和带隙重整化效应袁我 内的布居会导致探测光的吸收减弱袁出现带填充效 们给出一个新的经验公式袁由实验曲线拟合得到载 应咱愿要员园暂援另外在高注入的情况下袁载流子之间的交 流子寿命与过超能量的关系援 换和相互作用引起带隙收缩袁产生带隙重整化效 应咱员员要员怨暂 袁带隙变窄袁探测光探测到导带中较原来态 圆郾 实验及结果讨论 密度更大的能级袁会对探测光形成吸收增强援 愿园年代以来袁人们从实验上利用材料发光谱的 实验样品 郧葬粤泽 薄膜由分子束外延渊酝月耘冤沿 红移研究了不同条件下带隙重整化效应引起的带