半导体表面场产生太赫兹电磁波的机理研究

介绍了两种由半导体表面场产生THz辐射的物理机制:一种是利用半导体表面的耗尽层电场,另一种是利用半导体表面的Dember电场加速载流子,形成瞬态光电流而辐射出电磁波。文中对这两种模型的辐射机理进行了深入的讨论,对利用表面场产生THz辐射的机理有了深刻的认识,为高效、便捷、低成本的THz辐射源的研究提供了基础。

基于载流子双极输运的二极管电流模型

讨论在考虑过剩多子、双极漂移、双极扩散以及丹倍电场作用下p-n结载流子的输运问题.采用不同于传统肖克莱理论的方法,从过剩多子角度入手,以长基区p+-n结的n型准中性区为例,研究了其中的载流子输运.在考虑双极扩散和双极漂移过程后,指出因双极扩散而产生的丹倍电场在调节载流子输运中的重要作用,并用实验测量、理论分析和数值模拟方法对双极输运和丹倍电场与过剩多子之间的关系加以验证.指出在一个扩散长度内多子电子的漂移电流受到丹倍电场强有力的调节作用.提出了考虑丹倍电场后的漂移电流以及另外三种电流分量和总电流模型,其结果和数值模拟相符,这一模型有助于更加全面准确地理解半导体p-n结理论.

氧化钒薄膜光伏效应机理分析

氧化钒薄膜是非致冷红外焦平面探测器的重要组成部分,光电特性一直是国内外的研究热点。用反应磁控溅射方法在K9玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜,并在特定条件下对其进行了退火处理。结果发现,在300℃下退火180s的氧化钒薄膜在可见光照射情况下呈现出了光伏效应,这说明光生载流子在氧化钒薄膜表层形成后得到了有效分离。该光伏特性为氧化钒薄膜在光电探测器中的应用拓展提供了有力的理论依据。

非均匀光照下的光生电势的一般方程

本文提出了一个包括ｐ＋ｎｎ＋结构的光生电势物理模型，并由此导出了光生电势的一般方程．该方程为二阶非齐次偏微分方程，它基于对光电流收集电极所在的受光表面层中的光生电势的分析来描写一般的光生电势行为．在三种光生电势发生的特定条件下，它可简化出结场光生电势、丹倍电势和横向光生电势（横向光电效应）的函数关系式．该方程统一了各种光生电势的行为机理．

不同中心波长飞秒脉冲激发InAs表面辐射太赫兹波的机理研究

研究了p型(100)InAs在不同中心波长飞秒激发光(750—850nm)作用下的太赫兹(THz)波辐射特性.这种太赫兹辐射的光谱性质与光学Dember效应密切相关,飞秒脉冲激发下产生的载流子在InAs表面的Dember场内做加速运动,从而辐射出THz电磁波.实验结果表明:不同中心波长的激发光作用下,InAs表面产生的Dember电场、光生载流子浓度、谷间散射效应以及处于不同状态的载流子数目都发生了变化,因而激发出太赫兹波的功率、振幅、频谱分布和有效谱宽是不同的.这项研究将有利于THz时域光谱技术以及实验系统的优化,对InAs表面辐射太赫兹电磁波的超快过程及其物理机理也作了进一步的解释.