InSb光电导太赫兹源材料性质及辐射场研究

潘武; 张红林; 徐政珂; 黄书璘

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.013

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

InSb光电导太赫兹源材料性质及辐射场研究

潘武 , 张红林 , 徐政珂 , 黄书璘

文章导航 > 激光技术 > 2015 > 39(4): 488-491

引用本文:

Citation:

InSb光电导太赫兹源材料性质及辐射场研究

1.
重庆邮电大学光电工程学院, 重庆 400065

作者简介: 潘武(1966-),男,博士,教授,主要研究方向为光电子技术及系统、光通信器件及系统等。E-mail:panwu@cqupt.edu.cn.

中图分类号: TN365

Research of characteristics of InSb photoconduction terahertz wave radiation material and its radiation field

1.
College of Optoelectronic Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China
CLC number: TN365

摘要: 为了研究锑化铟(InSb)半导体材料光电导太赫兹辐射过程,用数值计算方法分析材料内载流子迁移率和表面电流,以及不同性质抽运激光器对太赫兹波近场强度的影响,用宏观电磁场理论和微观半导体理论分析材料表面电流,比较了InSb和GaAs材料的太赫兹波功率谱曲线。结果表明,InSb材料载流子弛豫时间越长,载流子迁移率越大;表面电流与载流子寿命和弛豫时间成正比;宏观电磁场理论更适于分析表面电流;抽运激光饱和能量密度越大,太赫兹近场辐射强度越强;抽运激光脉冲宽度越短,太赫兹近场辐射强度越强;InSb光电导辐射太赫兹波功率比GaAs高。该结果为基于InSb光电导太赫兹辐射源的研究奠定了一定的基础。
- 激光物理 /
- 太赫兹辐射 /
- 锑化铟光电导 /
- 载流子迁移率 /
- 表面电流 /
- 飞秒脉冲抽运
Abstract: In order to study the photoconduction terahertz radiative process of InSb semiconductors, carrier migration rate and surface current were simulated. Effect of femtosecond pulse lasers with different properties on the near field terahertz (THz) intensity was also analyzed. Surface current in the semiconductor material was analyzed with macroscopic electromagnetic theory and microscopic semiconductor theory respectively. Power spectrum curves of InSb and GaAs material were compared. The researches show that: the longer the InSb carrier auger relaxation time, the bigger the InSb carrier migration rate; the surface current is proportional to the carrier life and relaxation time; macroscopic electromagnetic theory is suitable for analyzing surface current; the bigger the saturated laser energy density, the stronger the near field THz intensity; the shorter the laser pulse width, the stronger the near field THz intensity; InSb material power is higher than GaAs material. The results lay a theoretical foundation for study on InSb photoconduction THz radiation.
- laser physics /
- THz radiation /
- InSb photoconduction /
- carrier migration rate /
- surface current /
- femtosecond pulse pump

[1]	ZHU B, CHEN Y, DENG K, et al. Terahertz science and technology and its applications[J]. Journal of Chengdu University(Natural Science Edition), 2008, 27(4): 304-307(in Chinese).
[2]	SUN B, YAO J Q. Generation of terahertz wave based on optical methods[J]. Chinese Journal of Lasers, 2006, 33(10): 1349-1359(in Chinese).
[3]	PAN W, HUANG S L, LI T T, et al. Terahertz photoconductive radiation theory research of InSb[J]. Laser Technology, 2013, 37(2): 239-242(in Chinese).
[4]	SCHOCHE S, JUNXIA S, BOOSOLIS A, et al. Terahertz optical-Hall effect characterization of two-dimensional electron gas properties in AlGaN/GaN high electron mobility transistor structures[J]. IEEE Applied Physics Letters, 2011, 98(9): 1-3.
[5]	BICIUNAS A, MALEVACH Y, KROTKUS A, et al. Excitation wavelength dependences of terahertz emission from surfaces of InSb and InAs[J]. Electronics Letters, 2011, 47(21): 1186-1187.
[6]	ZHANG T Y, CAO J C. Study of the surface and far fields of terahertz radiation generated by large-aperture photoconductive antennas[J]. Chinese Physics, 2004, B13(10): 1742-1746.
[7]	ZUDOV M A, MITCHELL A P, CHIN A H, et al. Terahertz magneto-spectroscopy of transient plasmas in semiconductors[J]. Journal of Applied Physics, 2008, 94(5): 3271-3277.
[8]	PAN W, HUANG S L, LI G X, et al. Theoretical study of terahertz radiation through InSb photoconduction[J]. Laser and Infrared, 2013, 43(4): 438-441(in Chinese).
[9]	JAMES L H, TAE I J. A review of the terahertz conductivity of bulk and nano-materials[J]. Journal of Infrared, Millimetre and Terahertz Waves, 2012, 33(9): 871-925.
[10]	LIU E K, ZHU B S, LUO J S, et al. Semiconductor physics[M].4th ed. Beijing: National Defense Industry Press, 1997: 116-145(in Chinese).

[1]	潘武 , 黄书璘 , 李亭亭 , 李国新 . InSb光电导太赫兹辐射理论研究. 激光技术, 2013, 37(2): 239-242. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.02.025
[2]	杨明惠 , 金琪 , 刘劲松 , 王可嘉 , 杨振刚 . 飞秒激光结合啁啾太赫兹脉冲控制CO分子取向. 激光技术, 2015, 39(6): 735-740. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.001
[3]	杨燕飞 , 李廷帅 . 纳秒激光耦合金属靶辐射电磁脉冲的实验研究. 激光技术, 2020, 44(5): 647-651. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.021
[4]	黎小鹿 , 李俊 , 陶向阳 . 超短脉冲激光烧蚀半导体表面的热效应分析. 激光技术, 2007, 31(6): 624-626,629.
[5]	赵艳 , 沈中华 , 陆健 , 倪晓武 . 圆柱型涂层/基底系统中的激光超声表面波. 激光技术, 2006, 30(6): 647-649,666.
[6]	袁春华 , 李晓红 , 唐多昌 , 杨宏道 . 波长和气氛对激光诱导硅表面微结构的影响. 激光技术, 2010, 34(5): 647-649. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.019
[7]	颜丙功 , 刘继常 , 郭怡晖 . 球墨铸铁激光表面淬火硬化深度的解析计算. 激光技术, 2011, 35(2): 206-209. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.018
[8]	张碧津 , 汪洋 , 宋海英 , 刘海云 , 刘世炳 . 超强激光驱动薄膜靶谐波辐射的模拟研究. 激光技术, 2018, 42(1): 113-116. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.01.022
[9]	申雨婷 , 张家晨 , 常一凡 , 徐瑞杰 , 田友伟 . 紧聚焦激光中电子轨迹及空间辐射的非对称性. 激光技术, 2022, 46(6): 779-783. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.011
[10]	邹晶 , 赵圣之 , 杨克建 , 李桂秋 . CCD测量LD端面抽运Nd：GdVO4固体激光器热焦距. 激光技术, 2006, 30(4): 422-424,428.
[11]	史彭 , 白冰 , 李隆 , 张琳丽 , 辛宇 . 端面抽运Nd：YAG圆棒热容激光晶体热分析. 激光技术, 2013, 37(3): 321-325. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.012
[12]	张引科 , 昝会萍 . 抽运光分布对圆截面激光晶体热变形的影响. 激光技术, 2013, 37(5): 647-650. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.018
[13]	姜珊珊 , 蔡继兴 , 金光勇 , 苑博识 . 毫秒/纳秒激光致碳纤维环氧树脂损伤形貌研究. 激光技术, 2018, 42(6): 775-779. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.009
[14]	陈德章 , 高建波 , 叶景峰 , 路英宾 , 王晟 , 卿光弼 , 王立君 , 陈亦庆 . 纳秒紫外激光空气电离及等离子体导电实验研究. 激光技术, 2008, 32(3): 262-264.
[15]	占剑 , 杨明江 . 脉冲YAG激光诱导放电击穿电压研究. 激光技术, 2009, 33(2): 138-140.
[16]	栗兴良 , 牛春晖 , 马牧燕 , 吕勇 . 单脉冲激光损伤CCD探测器的有限元仿真. 激光技术, 2016, 40(5): 730-733. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.05.023
[17]	赵洋 , 金光勇 , 李明欣 , 张巍 , 王頔 . 毫秒脉冲激光损伤CCD探测器的实验研究. 激光技术, 2017, 41(5): 632-636. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.05.003
[18]	孙秦 , 田雷超 , 武耀星 , 尹培琪 , 王均武 , 王新兵 , 左都罗 . 朗缪尔探针诊断脉冲激光锡等离子体特性. 激光技术, 2021, 45(1): 109-114. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.01.019
[19]	熊晗 , 刘三秋 , 廖晶晶 , 刘笑兰 . 短脉冲强激光在次临界密度等离子体中的传播. 激光技术, 2010, 34(2): 272-274,284. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.035
[20]	艾尔肯·扎克尔 , 阿不都热苏力·阿不都热西提 , 艾米尔丁·艾米都拉 . 不同激光脉冲驱动的尾场中正电子加速的研究. 激光技术, 2011, 35(6): 854-856. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.034

点击查看大图

计量

文章访问数: 3749
HTML全文浏览量: 1283
PDF下载量: 612
被引次数: 0

InSb光电导太赫兹源材料性质及辐射场研究

作者简介: 潘武(1966-),男,博士,教授,主要研究方向为光电子技术及系统、光通信器件及系统等。E-mail:panwu@cqupt.edu.cn

1. 重庆邮电大学光电工程学院, 重庆 400065

收稿日期: 2014-05-14
录用日期: 2014-06-16
网络出版日期: 2015-07-25

关键词:

摘要: 为了研究锑化铟(InSb)半导体材料光电导太赫兹辐射过程,用数值计算方法分析材料内载流子迁移率和表面电流,以及不同性质抽运激光器对太赫兹波近场强度的影响,用宏观电磁场理论和微观半导体理论分析材料表面电流,比较了InSb和GaAs材料的太赫兹波功率谱曲线。结果表明,InSb材料载流子弛豫时间越长,载流子迁移率越大;表面电流与载流子寿命和弛豫时间成正比;宏观电磁场理论更适于分析表面电流;抽运激光饱和能量密度越大,太赫兹近场辐射强度越强;抽运激光脉冲宽度越短,太赫兹近场辐射强度越强;InSb光电导辐射太赫兹波功率比GaAs高。该结果为基于InSb光电导太赫兹辐射源的研究奠定了一定的基础。