Презентация на тему: THz pump-probe

THz pump-probe
Схема спектрометра для TRTS
Схемы реализации метода
Временной анализ принятого сигнала
ТГц отклик образца при его исследовании
Свойство фото-индуцированного отклика среды
THz pump-probe
THz pump-probe
THz pump-probe
THz pump-probe
THz pump-probe
Кинетический анализ
Некоторые методические замечания
THz pump-probe
Идея реализации метода
InP : Результаты
InP : Результаты исследования
InP : Результаты исследований
InP : Результаты исследований
InP : Результаты исследований
InP Результаты : Вывод
InGaAs : Результаты исследования
In 1-x Ga x As: Результаты исследований
In 1-x Ga x As Динамика
In 1-x Ga x As Динамика
In 1-x Ga x As Динамика
In 1-x Ga x As Динамика
Временная динамика In 1-x Ga x As
1/28
Средняя оценка: 4.0/5 (всего оценок: 34)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (8729 Кб)
1

Первый слайд презентации: THz pump-probe

Лекция 29 марта 2020 года TRTS – ТГц спектроскопия с временным разрешением

Изображение слайда
2

Слайд 2: Схема спектрометра для TRTS

Изображение слайда
3

Слайд 3: Схемы реализации метода

Изображение слайда
4

Слайд 4: Временной анализ принятого сигнала

Это некоторая общая формула для метода анализа временного отклика

Изображение слайда
5

Слайд 5: ТГц отклик образца при его исследовании

временной отклик образца – обратное преобразование Фурье от спектра пропускания и Временной отклик «не обученного» и «облученного» образцов

Изображение слайда
6

Слайд 6: 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

Изображение слайда
7

Слайд 7

По принципу причинности

Изображение слайда
8

Слайд 8

Для не облучаемого образца Измеряется величина

Изображение слайда
9

Слайд 9

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

Изображение слайда
10

Слайд 10

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.

Изображение слайда
11

Слайд 11

Пример реализации трех импульсной схемы: исследование медленные индуцированные процессы Так как функция у нас медленно меняется, то

Изображение слайда
12

Слайд 12: 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.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Некоторые методические замечания

Изображение слайда
14

Слайд 14

2D временные зависимости наблюдаемых явлений в TRTS H. Němec, et al., J. Chem. Phys. 122, 104503 (2005)

Изображение слайда
15

Слайд 15: Идея реализации метода

JPU 2009 15 Идея реализации метода Pump: l =810 nm (fs, CPA) Probe: Broadband (ps) THz Collinear Pump-Probe Geometry: Ultimate Temporal Resolution (limited only by the detector response)<ps Low excitation experiment: few µJ/pulse – w 0 ~2mm Initial carrier concentrations: 10 16 <n 0 <10 18 cm -3 Setup in vacuum box to prevent water absorption Δ E THz ( t ): Нестационарное изменение E THz ( t ) ( временная форма ) записаны при различных задержках Равновесное Фотовозбуждение Релаксация Рассеяние

Изображение слайда
16

Слайд 16: InP : Результаты

Медленные процессы Нестационарное изменение максимума временного профиля импульса vs. Pump-Probe задержка t p (1D Scan). Усредненная спектральная информация о времени жизни носителей t c. Временная динамика ТГц временного профиля : Комплексный спектр (действительная и мнимая части ) поверхностной проводимости.

Изображение слайда
17

Слайд 17: InP : Результаты исследования

17 InP : Результаты исследования Медленные процессы Поверхностная проводимость

Изображение слайда
18

Слайд 18: InP : Результаты исследований

JPU 2009 18 InP : Результаты исследований Быстрая динамика БПФ от времени БПФ при « pump -probe » задержке Время-разрешенный спектр 2D спектр Динамика при легировании 10 11 и 10 12 см -2 быстрая ( нет quasi-dc)  Необходимо использовать 2D БПФ H. Němec, et al., J. Chem. Phys. 122, 104503 (2005) Временные профили

Изображение слайда
19

Слайд 19: InP : Результаты исследований

19 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

Изображение слайда
20

Слайд 20: InP : Результаты исследований

JPU 2009 20 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

Изображение слайда
21

Слайд 21: InP Результаты : Вывод

JPU 2009 InP Результаты : Вывод Образец n IRRAD (cm –3 ) n Br (cm –3 ) n 0 (cm –3 ) t s ( фс ) m 0 ( cm 2 V –1 s –1 ) t decay ( пс ) B9 2 ×10 16 0 1.6×10 17 140 3000 490 E9 9 ×10 16 5×10 12 1.1×10 17 120 2600 70 B10 2 ×10 17 0 1.6×10 17 120 2700 100 E10 9 ×10 17 5×10 13 0.9×10 17 100 2100 5.5 B11 2 ×10 18 0 1.6×10 17 70 1600 2.6 E11 9 ×10 18 5×10 14 2.2×10 17 90 2100 1.2 B12 2 ×10 19 0 1.6×10 17 40 900 0.29 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)

Изображение слайда
22

Слайд 22: InGaAs : Результаты исследования

22 InGaAs : Результаты исследования Медленные процессы Dose (cm –2 ) t s (fs) t c (ps) D R/R (ps) m 0,THz m 0,Hall ( cm 2 V –1 s -1 ) 10 9 0.25 297 ± 5 >500 (*) 2600 10800 10 10 0.22 43± 5 10 2100 -- 10 11 0.175 3.4± 2 <0.4 1900 4300 (*) нелегированный Одно-компонентная

Изображение слайда
23

Слайд 23: In 1-x Ga x As: Результаты исследований

Быстрые процессы (x=0.47) Проводимость : сумма нескольких вкладов (3 прохода ) Excitation Ground state State 2 ( L -valley) State 1 ( G * -valley) t c,1 t 23 t c,2 Drude response ( t s,2 ) State 3 ( G -valley) t c,3 t 13 t 12 t 21 Подгонка 2D спектра Дает возможность получить t ’ s

Изображение слайда
24

Слайд 24: In 1-x Ga x As Динамика

(x=0.47) m L = 0.29 m e m X = 0.68 m e m G = 0.041 m e Ловушки

Изображение слайда
25

Слайд 25: In 1-x Ga x As Динамика

25 In 1-x Ga x As Динамика (x=0.47) m L = 0.29 m e m X = 0.68 m e m G = 0.041 m e Ловушки

Изображение слайда
26

Слайд 26: In 1-x Ga x As Динамика

(x=0.47) m L = 0.29 m e m X = 0.68 m e m G = 0.041 m e Ловушки

Изображение слайда
27

Слайд 27: In 1-x Ga x As Динамика

(x=0.47) m L = 0.29 m e m X = 0.68 m e m G = 0.041 m e … и дальнейшая медленная релаксация … Ловушки

Изображение слайда
28

Последний слайд презентации: THz pump-probe: Временная динамика In 1-x Ga x As

(x=0.47) m L = 0.29 m e m X = 0.68 m e m G = 0.041 m e … Получается несколько сложнее … Теоретическая моедль S.E.Ralph et al, Phys. Rev. B 54, 5568 Ловушки

Изображение слайда