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的载流子动力学进行研究,传统的电子学方法很难滞毖短时间尺度内发生的飞秒激光辐照硅及硅光电探测器研究现象进行沏嚏,超陕光谱探测几乎成了进行这类研究的唯—测试手段。此外,学模型。用琢憧馑ǘ允r关×耸导扑悖胧笛橹械玫降氖光学专业研究生:江继军指导教师:陈建国罗福飞秒激光辐照硅光电探测器的效应进行了研究。首先在实验中利用飞秒铡氨达到约,保证了我们自群弦咄嘲抗璺瓷渎实某毂浠C辍碧量飞秒激硅半导体材料在集成电路与光电探测器的制造上有着广泛的应用。近年来,硅半导体器件尺寸不断变小,目前已经缩四擅壮叨龋亓髯釉谡飧尺度内的输运时间大约在量级,这促使人们需要对越来越短的时间尺度内硅强光环境对硅探测器的应用带来了极其重要的影响,以前实验的加载手段主要是连续的或是脉宽为纳秒量级以上的激光,对于飞秒激光辐照硅探测器的研究还有待大力地开展。本文对飞秒激光辐照单晶硅后非平衡自由载流子浓度的超快变化过程及浦一探针技术,搭建了—个飞秒泵浦秸敕瓷渎什馐韵低常孟低呈奔浞直媛光作用后硅的时间分辨瞬态反射率后,利用P突∩系汲龅淖杂勺恿子浓度和反射率之间的关系,计算出飞秒激光作用过后载流子浓度随时间的驰豫过程;然后基于半导体的速率方程理论,建立了载流子浓度随时间变化的数进行比较,所得的数值计算结果与实验结果基本一致。最后用飞秒激光辐照硅四川大学硕士学位论文
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激光的脉宽越短,钡晰能达到的时间分朔璋喇「摺目前,稠超短脉冲激光,人们已经发展起了许多研究半导体超快现象的第一章绪论的。尽管目前不断荐新的半导黼十料出现,甚至在某些领畴—世新的半导体材国内外研究遗展也可以提供了测量超快过程的澳撼手段,这就需要有效的光学超快测量技术。引言关于探测器对信号的响应速度和对信息的处理速度方面的需求,人们是无为了对超短脉冲辐照硅光电器件效应有一定的认识,也需要对硅载流子的超陕硅载流子的超陕过程,如载流子动量重整化、载流子趋于热平衡过程及能快动力学研究时,首先面临的挑战就是要得到与之相应的时间分辨率。电子学线陆和非线性光谱技术。这里介绍的是几种在该领域研究常用的测试方法。硅是微电子工业傻缏最重要的半导体材料,在光电子领域也有广泛的应用,如光电二极管、可见。光鸵恍┢渌獾缙骷际腔诠璨牧料的性能超越了硅,但在可预见的未来,硅依然是人们应用最多的半导体材料止境的。为了得到更高的速度,器件的尺寸不断缩小。微米级器件加工已经成熟,并要进一步把器件的尺寸发展到纳米量级。载流子在这个空间尺度内的输运时间大约在皮秒甚至亚皮秒量级,这促使嵌栽嚼丛蕉痰氖奔涑叨饶诠的载流子动力学进行研究,即对硅载流子的超快现象进行研究凹。另一方面,国内外对激光辐照硅光电器件效应的研究已经开展了多年,所使用的激光连续一直发展到短脉冲龀保嵌杂诔搪龀寮す夥展韫獾缙骷的研究还很少,更严重的是经典的理论在这个时间尺度无法解释很多新的现象,现象进行研究。量驰豫等都是在几个飞秒到几十个皮秒时间内完成。所以在进行载流子的超测试方法的响应不能达至懒砍鹿皮秒、飞秒时间尺度允奔浞直媛的要求,因为这些电子器件的响应时间通常都要比硅载流子的超快过程高几个数量级。超短脉冲激光的出现,不但为进行这方丽研究提供了加载工具,【
分辨率。典型的条纹相棚加图所示。条纹相帆最多的是被用于超陕荧光测”,,它包括克尔活性液,如氚活胜液置于两个偏振方向垂直的偏振器之间。通常由于这两个偏振片是互相垂短脉冲激光同步铐跻悍肿踊岢鱿侄淘莸乃凵湫вΓ⒌。条纹相机技术是在多年前由昂蚐首刨”。现代的条纹相机可以做到亚皮秒的时间量。在这项技术中,被超陕:教光咏冲激发的样品发射出来的光汇聚到条纹相机的光电阴极,光电阴极释放出光电子,其流量与入射到系统的光强成正比。使用外加电压,使电子加速,并在偏转电压作用后,光电子发生偏转,最后落到荧光屏。很显然不同时刻丛光电阴极释放的电子落在荧光屏的不同位置。这将会产生一个条纹,这个条纹所包含的空间分布的信息与溆ü獾氖奔浞植嫉信息是一一对应的。当前商业用条纹相机时间分辨率可以彳艮容易达到皮秒直的,所以这个通道是关闭的,如图所示。然而在强的电