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碳化硅半导体材料的非线性光学性质和超快光动力学研究

作　者: 丁金亮
导　师: 钱士雄
学　校: 复旦大学
专　业: 光学
关键词: 碳化硅 Z扫描光克尔效应超快光动力学
分类号: TN304.24
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文主要对碳化硅半导体材料的非线性光学性质和超快光动力学进行了研究。对非线性光学性质的研究采用的是Z扫描技术,进而用光克尔效应技术揭示其非线性光学性质的起源；采用飞秒时间分辨的泵浦-探测实验技术来研究宽禁带半导体材料的超快光动力学,揭示了其电子-空穴复合的过程。主要内容由如下部分组成：1.介绍了碳化硅半导体材料的分子结构和制备方法,着重介绍了国内外对碳化硅半导体材料的研究进展,尤其是关于其光学性质和超快动力学的最新研究成果。2.运用飞秒激光系统配置的Z扫描实验光路、光克尔效应实验光路和泵浦-探测实验光路,对样品进行了测量,并讨论了实验数据处理的的相关理论。3.对碳化硅晶体及其不同浓度的n型掺杂材料进行了吸收谱研究,发现本征和掺杂材料的吸收边大约在400nm处,对掺杂浓度较高的样品吸收谱出现在630nm处的峰进行了解释。用Z扫描的方法研究了800nm处不同掺杂浓度的碳化硅样品的非线性性质,发现三阶非线性极化率随掺杂浓度的升高而增加,飞秒光克尔效应实验则揭示了电子云畸变对碳化硅材料中光学非线性起主要贡献。应用单色和双色飞秒泵浦探测技术的测量结果表明亚皮秒时域的超快过程是由双光子吸收引起的,而慢过程则反映了载流子弛豫动力学。

全文目录

中文摘要  5-6
英文摘要  6-7
引言  7-8
第一章绪论  8-19
  1.1 碳化硅半导体材料简介  9-13
    1.1.1 碳化硅材料的特性  9-11
    1.1.2 碳化硅的结构  11-12
    1.1.3 碳化硅的生长技术  12-13
  1.2 碳化硅半导体材料的研究进展  13-17
  1.3 本论文的研究内容及意义  17-19
第二章实验系统与方法  19-30
  2.1 飞秒激光器系统  19-20
  2.2 光学非线性测量方法  20-26
    2.2.1 z-san理论和实验方法  20-23
    2.2.2 OKE方法  23-25
    2.2.3 三阶非线性极化率的物理起源  25-26
  2.3 超快光动力学测量方法  26-30
    2.3.1 半导体内的超快过程  26-27
    2.3.2 泵浦-探测技术  27-30
第三章碳化硅半导体材料的非线性光学性质和超快光动力学研究  30-39
  3.1 样品详情  30
  3.2 吸收谱研究  30-31
  3.3 用z-scan方法和OKE方法研究碳化硅材料的光学非线性及其起源  31-34
  3.4 超快光动力学研究  34-39
全文总结  39-40
参考文献  40-45
附录一：在学习期间发表和投寄的的学术论文  45-46
附录二：致谢  46-47

碳化硅半导体材料的非线性光学性质和超快光动力学研究

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