THz pumpe-probe 29 марта 2020 года

Содержание

Слайд 2

Схема спектрометра для TRTS

Схема спектрометра для TRTS

Слайд 3

Схемы реализации метода

Схемы реализации метода

Слайд 4

Временной анализ принятого сигнала Это некоторая общая формула для метода анализа временного отклика

Временной анализ принятого сигнала

Это некоторая общая формула для метода анализа временного

отклика
Слайд 5

ТГц отклик образца при его исследовании временной отклик образца – обратное

ТГц отклик образца при его исследовании

временной отклик образца – обратное преобразование

Фурье от спектра пропускания

и

Временной отклик «не обученного» и «облученного» образцов

Слайд 6

Свойство фото-индуцированного отклика среды Фотоиндуцированный временной отклик образца не является мгновенным.

Свойство фото-индуцированного отклика среды

Фотоиндуцированный временной отклик образца не является мгновенным.

Это означает, что пропускание в момент времени t зависит от фотоиндуцированных измерений, которые происходят за некоторое время до этого
Слайд 7

По принципу причинности

По принципу причинности

Слайд 8

Для не облучаемого образца Измеряется величина

Для не облучаемого образца

Измеряется величина

Слайд 9

ТГц импульсы, излучаемые пластиной GaAs толщиной 500 мкм, который накачивается лазерным

ТГц импульсы, излучаемые пластиной GaAs толщиной 500 мкм, который накачивается лазерным

импульсом при λ = 800 нм (сплошная линия). Время задержка между оптическим возбуждением и оптическим зондом составляет τ = 2,67 пс.

Пример реализации трех импульсной схемы

Слайд 10

Пример реализации трех импульсной схемы: исследование медленные индуцированные процессы Разностные ТГц

Пример реализации трех импульсной схемы: исследование медленные индуцированные процессы

Разностные ТГц

сигналы излучаемые пластиной 500 мкм, накачиваемой накачиваемая лазерным импульсом при λ = 800 нм. Каждая кривая соответствует разным значениям временной задержки τ между оптическим возбуждением и оптическим зондированием.
Слайд 11

Пример реализации трех импульсной схемы: исследование медленные индуцированные процессы Так как

Пример реализации трех импульсной схемы: исследование медленные индуцированные процессы

Так как

функция у нас медленно меняется, то
Слайд 12

Кинетический анализ (а) Фотоиндуцированное изменение пропускания пластины SI-GaAs. Экспериментальные точки соответствуют

Кинетический анализ

(а) Фотоиндуцированное изменение пропускания пластины SI-GaAs. Экспериментальные точки соответствуют различным

частотам спектра поглощения, в то время как непрерывная линия соответствует выременной динамике амплитуды ТГц импульса.
(б) фото-индуцированное изменение поглощения пластины SI-GaAs и InP: Fe. Сплошные линии экспоненциальная подгонка.
Слайд 13

Некоторые методические замечания

Некоторые методические замечания

Слайд 14

2D временные зависимости наблюдаемых явлений в TRTS H. Němec, et al.,

2D временные зависимости наблюдаемых явлений в TRTS

H. Němec, et al., J.

Chem. Phys. 122, 104503 (2005)
Слайд 15

JPU 2009 Идея реализации метода Pump: λ=810 nm (fs, CPA) Probe:

JPU 2009

Идея реализации метода

Pump:
λ=810 nm (fs, CPA)
Probe:
Broadband (ps) THz
Collinear Pump-Probe
Geometry: Ultimate


Temporal Resolution
(limited only by the
detector response)

Low excitation experiment: few µJ/pulse – w0~2mm
Initial carrier concentrations: 1016Setup in vacuum box to prevent water absorption

ΔETHz(t): Нестационарное изменение ETHz(t) (временная форма) записаны при различных задержках

Равновесное

Фотовозбуждение

Релаксация
Рассеяние

Слайд 16

InP: Результаты Медленные процессы Нестационарное изменение максимума временного профиля импульса vs.

InP: Результаты

Медленные процессы

Нестационарное изменение максимума временного профиля импульса vs. Pump-Probe

задержка τp (1D Scan).

Усредненная спектральная информация о времени жизни носителей τc.

Временная динамика ТГц временного профиля: Комплексный спектр (действительная и мнимая части ) поверхностной проводимости.

Слайд 17

InP: Результаты исследования Медленные процессы Поверхностная проводимость

InP: Результаты исследования

Медленные процессы

Поверхностная проводимость

Слайд 18

JPU 2009 InP: Результаты исследований Быстрая динамика БПФ от времени БПФ

JPU 2009

InP: Результаты исследований

Быстрая динамика

БПФ от времени

БПФ при «pump-probe» задержке

Время-разрешенный

спектр

2D спектр

Динамика при легировании 1011 и 1012 см-2 быстрая (нет quasi-dc)
? Необходимо использовать 2D БПФ

H. Němec, et al., J. Chem. Phys. 122, 104503 (2005)

Временные профили

Слайд 19

InP: Результаты исследований Быстрая динамика Экспериментальный 2D спектр поверхностной проводимости Подгонка

InP: Результаты исследований

Быстрая динамика

Экспериментальный 2D спектр поверхностной проводимости

Подгонка с помощью модели

Друде

Без накачки нет никаких особенностей

Хорошее согласие с моделью Друде

Слайд 20

JPU 2009 InP: Результаты исследований Энергетическая зависимость Модель Шокли–Рида–Холла NB! Если

JPU 2009

InP: Результаты исследований

Энергетическая зависимость

Модель Шокли–Рида–Холла

NB! Если использовать накачку большим

пятном, то поперечной диффузии не будет.

Phys. Rev. B, 78, 235206 (2008)

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. 11

Слайд 21

JPU 2009 InP Результаты: Вывод Влияние концентрации ионов Br+ на объемные

JPU 2009

InP Результаты: Вывод

Влияние концентрации ионов Br+ на объемные

и параметры и параметры травления

Время жизни носителей:
Плотность наведенных дефектов;
нет влияния облучения ионами Br
Время захвата (trapping time) уменьшается на 3 порядка (Log)
Молбильность уменьшается только в три раза (Linear)

Слайд 22

InGaAs: Результаты исследования Медленные процессы (*)нелегированный Одно-компонентная

InGaAs: Результаты исследования

Медленные процессы

(*)нелегированный

Одно-компонентная

Слайд 23

In1-xGaxAs: Результаты исследований Быстрые процессы (x=0.47) Проводимость: сумма нескольких вкладов (3

In1-xGaxAs: Результаты исследований

Быстрые процессы

(x=0.47)

Проводимость: сумма нескольких вкладов (3 прохода)

Подгонка 2D спектра
Дает

возможность получить τ’s
Слайд 24

In1-xGaxAs Динамика (x=0.47) mL = 0.29 me mX = 0.68 me mΓ = 0.041 me Ловушки

In1-xGaxAs Динамика

(x=0.47)

mL = 0.29 me

mX = 0.68 me

mΓ = 0.041 me

Ловушки

Слайд 25

In1-xGaxAs Динамика (x=0.47) mL = 0.29 me mX = 0.68 me mΓ = 0.041 me Ловушки

In1-xGaxAs Динамика

(x=0.47)

mL = 0.29 me

mX = 0.68 me

mΓ = 0.041 me

Ловушки

Слайд 26

In1-xGaxAs Динамика (x=0.47) mL = 0.29 me mX = 0.68 me mΓ = 0.041 me Ловушки

In1-xGaxAs Динамика

(x=0.47)

mL = 0.29 me

mX = 0.68 me

mΓ = 0.041 me

Ловушки

Слайд 27

In1-xGaxAs Динамика (x=0.47) mL = 0.29 me mX = 0.68 me

In1-xGaxAs Динамика

(x=0.47)

mL = 0.29 me

mX = 0.68 me

mΓ = 0.041 me

и дальнейшая медленная
релаксация …

Ловушки