基于光电流模型的液体介质太赫兹辐射的理论研究

目的超快激光作用液体介质相较于与气态、固态介质可产生更高能量的太赫兹波,相关研究工作在实验方面已相对完善,而理论方面缺少完整解释过程,运用逐步建立瞬态光电流模型的进程详尽论述其物理机制,并通过此模型研究水、丙酮等4种溶液在不同参数条件下对太赫兹的转化效率。方法以水分子为例,在传统光电流模型的基础上,基于其电离原理构建三能级系统,通过水分子电离势确定电离弛豫时间,并联立分子驰豫时间与三阶非线性极化率来确定水分子电离率及电流强度,进而构建完整的液态溶液瞬态光电流模型,并运用该模型在两束800 nm高斯光场下,研究了在水与丙酮等4种液体中不同激光参数对太赫兹辐射能量的影响。结果电场强度越强,导致的分子电离率越高,对应的太赫兹转换效率也越高,并且在特定的激光强度下,最强太赫兹辐射能量对应一个最佳脉宽及脉冲延迟,处于亚皮秒量级,此外,进一步对比了水和丙酮溶液中,太赫兹辐射的能量差异和时频谱特征,结果表明丙酮辐射产率始终最高。结论在液体介质中,太赫兹辐射的能量受介质电离势、吸收系数、分子密度等多方面影响,这也同样说明和验证了丙酮综合性能参数优于水、重水和乙醇。利用光电流模型研究不同液态中太赫兹辐射的强度,为理解相关更多液态介质的辐射情况以及实验提供了参考。

光电流效应微观过程的模型综述

本文综述了光电流效应微观过程的几种模型,并指出了较为适用的模型。

连续光电流效应机理的分析

本文综合分析解释了连续光电流效应的几种模型,把它们归为两大类型:速率方程方法和电离模型方法。分析了这些方法的合理性,同时指出其缺陷,为今后的进一步研究提供借鉴。

CdS/CuInSe_2多晶异质结太阳电池光电流和转换效率的理论计算

用Rothwad的晶界复合损失模型对CdS/CuInSe_2多晶异质结太阳电池的光电流和转换效率进行计算,结果发现掺杂浓度N_A有一个最佳值(—10^(15)cm^(-3),在这个值附近,当晶粒半径R=1μm时,电池的短路电流达33.6mA/cm^2,转换效率达14.2％。在相同条件下,我们的计算结果和Wanger等人的实验结果近似一致。

n-ZnO/p-CuInSe_2多晶异质结薄膜太阳电池的光电流和转换效率的理论计算

用隧道 -复合模型对n-ZnO/p-CuInSe2 多晶异质结薄膜太阳电池的光电流和转换效率进行了理论计算 ,考虑到在多晶材料中的晶界复合损失 ,引入修正因子 ,并用Roth warf的晶界复合模型进行修正 .对晶粒半径R为 1 μm的电池进行计算 ,得到电池的短路电流密度为 35 .4mA/cm2 ,开路电压为 0 .42V ,转换效率为 1 0 .1 % .理论计算和实验结果基本一致 .

相干控制光电流的物理研究及进展

从产生相干控制光电流的基础理论,即直接带隙半导体的Kane能带模型及其基于黄金跃迁定则的跃迁矩阵元入手,给出了光生载流子在激发路径不同相对相位差下的动量空间分布图,揭示了相干控制光电流的物理实质,即产生动量空间不对称分布、某一方向分布占优的载流子而产生电流,通过激发光场的相位对电流的大小和方向进行控制。最后介绍了相干控制光电流在理论和实验方面的研究进展。

多碱光电阴极层状模型——铯处理多碱光电阴极的附加厚度

根据多碱光电阴极制备过程中的光谱响应在０．４～０．５μｍ之间光电流减少这一事实，分析了Ｃｓ处理多碱光电阴极的厚度。结果表明，经第一次ＣＳ处理，０．４μｍ处的光电流由６ｍＡ／Ｗ下降到３．８ｍＡ／Ｗ，第二次处理又进一步降低至１．６ｍＡ／Ｗ。其主要原因是ＣＳ处理形成的Ｋ２ＣＳｂ具有一定厚度，光电子在输运过程中由于厚度增加导致散射几率增加，逸出几率下降，从而使光电发射下降。

负电子亲和势GaN光电阴极铯吸附机理研究

为了得到铯吸附与阴极电子亲和势变化之间的定量关系,利用NEA光电阴极激活评估实验系统对GaN光电阴极进行了铯激活.根据半导体光电发射理论和双偶极层模型,通过对电子亲和势随铯覆盖度变化的实验结果进行拟合运算,得到电子亲和势与铯覆盖度之间的函数关系式.分析了铯的吸附机理,得到激活过程中铯的吸附过程与GaN材料有效电子亲和势下降之间的关系.实验表明:负电子亲和势GaN光电阴极材料在铯激活时光电流随着铯覆盖度的增加而从本底值增为极大值,激活过程中GaN电子能量分布曲线低动能截止点的位置决定于铯的覆盖度.当铯的覆盖度从0、1/2、2/3到1个单层变化时,低动能截止点依次向左移动,当覆盖度从0增加到1个单层时,低动能截止点向左移动了约3eV的距离.研究表明,低动能截止点左移本质上是由于对电子逸出起促进作用的有效偶极子[GaN(Mg):Cs]数量的增多造成的,有效偶极子数量的增多带来了材料表面真空能级的下降.

特殊光束诱导空气等离子体产生太赫兹波

在过去几十年,飞秒激光脉冲电离空气产生太赫兹波,因具有超宽频带和高场强的优势而受到广泛关注。为了从激光诱导的等离子体中激发更强的太赫兹辐射,人们采用改变激光参数和气体介质等多种方法。本文综述了使用特殊光束代替高斯光束诱导空气等离子体产生太赫兹波的技术,探究了突然自聚焦光束、准方形艾里光束以及离轴涡旋光束等特殊光束和实验条件对太赫兹波的增强效果。对特殊光束诱导空气等离子体辐射太赫兹波的物理过程进行解析,可以为获得更优质的太赫兹波源提供新的技术途径。

一维均匀掺杂突变PN结伽马剂量率辐射解析模型

研究硅基半导体集成电路最基本结构之一PN结的伽马剂量率辐射模型,阐明PN剂量率辐射模型的重要意义。根据半导体物理基本方程,推导计算出在剂量率辐射下一维均匀掺杂突变PN结光电流响应的解析解模型,根据解析解,在不同参数下用Mathematica作图观察,并与计算机辅助设计技术(TCAD)数值模拟仿真结果对比,验证解析解的正确性;最后基于解析解,通过分析剂量率、偏压、PN结几何尺寸、掺杂浓度、载流子扩散系数、少子寿命等参数对稳态光电流的影响,提出一个更方便工程计算的稳态光电流模型。

光电探测技术及器件

TN29 95031898金属半导体金属光探测器电路模型的研究=Mod-elling of MSM—PD[刊,中]/陈维友,刘式墉(吉林大学电子科学系,集成光电子学国家联合实验室)∥电子科学学刊.—1994,16(3).

微电路pn结瞬态电离辐射响应二维数值模拟

用增强光电流模型对微电路 pn结瞬态电离辐射响应开展了数值模拟计算。该模型在Wirth-Rogers光电流模型的基础上 ,增加考虑了高注入对过剩载流子寿命的影响以及衬底 (准中性区 )电场的效应 ,这些效应对于高阻材料是不容忽视的。该模型对正确预估微电路

圆偏振非谐波双色场产生太赫兹辐射理论研究

基于二维光电流模型,通过数值模拟和理论分析,研究了相同螺旋性的双色圆偏振非谐波激光(CP-S)产生太赫兹辐射的特性.结果显示,随着倍频光的波长调谐,太赫兹频谱中将出现高频部分,并且其强度随着调谐的波长而增加.此外,太赫兹辐射的偏振态能够从近似的线偏振到圆偏振变化.理论分析表明,高频部分的强度的变化以及偏振的控制取决于非谐波双色场引起的电离事件的相干叠加.

宽剂量率范围的集成电路瞬时电离辐射效应模拟方法研究

借助于计算机开展器件和电路辐射效应的数值模拟,已成为抗辐射加固电路设计、制造和辐射性能预测、评估的重要环节。文章深入研究了国际上先进的光电流模型,提出了一种适用于较宽剂量率范围的集成电路瞬时电离辐射效应模拟方法。针对一种CMOS电压反馈型运算放大器,建立了器件和整体电路的瞬时电离辐射效应SPICE模型,采用MATLAB和HSPICE相结合的方法计算了电路在多种约束条件下(电路设计参数、辐射条件等)的瞬时电离辐射响应(瞬态峰值电平和恢复时间)。本研究为其他类型CMOS集成电路在较宽剂量率范围下的瞬时电离辐射效应建模和仿真提供了参考。

基于LabVIEW的大功率LED温升测试及研究

本文运用单片机和虚拟仪器技术设计了综合测量大功率发光二极管(LED)在不同驱动电流下的温升、光电流和LED两端电压的系统,本系统具有操作简单、实用、可靠等优点。分析测试所得数据,结果发现,LED的温升曲线、光电流曲线基本符合某一指数规律,通过数据曲线拟合,得出一种与采集得到的数据吻合度较好的数学函数模型,为快速预测LED在不同驱动电流下温升、使用寿命等提供了一种有效的数学模型。

激光波长对双色激光等离子体产生太赫兹波的影响

基于瞬态光电流模型研究了激光波长对双色激光等离子体产生太赫兹波的影响.通过理论计算证明:太赫兹信号随激光波长的增大而增强,其变化趋势不会因为双色激光强度、脉宽、相位差、强度比的变化而改变;太赫兹波的频谱不会因为激光波长的改变发生变化.分析了双色激光波长影响太赫兹辐射强度的原因,并利用自由电子密度和漂移电流密度阐明了该影响的内在物理机制.

激光能量对气体等离子体产生太赫兹波的影响

双色激光脉冲激励气体等离子体产生太赫兹波是得到高强度宽频带太赫兹波的重要方法,本文利用光电流模型研究了该方法中激光能量对产生太赫兹波的影响。理论计算表明,太赫兹波随激光能量的增大而增强,而太赫兹波的频谱结构不受激光能量的影响。分析了双色激光能量影响太赫兹波强度的原因,并利用自由电子浓度和电子电流密度诠释了该影响的内在物理机制。该研究为提高太赫兹辐射强度提供了一种有效的途径。

光控双向静电防护器件的建模分析与验证

利用光生伏特效应设计一种新型的光控双向栅极可控硅晶闸管(LDGSCR)防护器件,研究光照对静电放电(ESD)维持窗口的调控作用。使用光生电流来模拟光照控制ESD设计窗口的物理效应,实现一种光控器件的可控硅晶闸管(SCR)宏观模型。在1.5 V的电压模拟光照下,该模型的维持电流相比无光条件增加35 mA,表明使用光照来调整ESD的维持窗口可以降低被保护电路发生闩锁的风险。采用0.18μm BCD工艺制造LDGSCR器件并进行测试,测试结果与模型仿真结果之间的最大误差仅为0.09 V和0.004 A。验证表明,该宏观模型可以消除传统耦合晶体管电路模型中存在的收敛性问题,极大减少开发光控SCR器件新型结构所需的时间和精力。