ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ФНКЦ РР |
||
В ходе реализации первого этапа проекта проведены: 1) исследование взаимодействия ТГц импульсов с наноструктурированными полупроводниками, возбуждаемыми фемтосекундным лазерным излучением (метод «optical pump - THz probe»); 2) исследование температурной зависимости эффективности генерации ТГц импульсов поверхностью наноструктурированных полупроводников, возбуждаемых фемтосекундным лазерным излучением; 3) изучение динамики внутризонной релаксации фотовозбужденных носителей по кинетике спектров пропускания наноструктурированных образцов в ТГц диапазоне (метод «optical pump - THz probe»); 4) исследование корреляционного пика и начального участка кинетических кривых, характер которых в основном определяется баллистическим переносом свободных носителей в фотовозбужденных полупроводниках; 5) изучение роли поверхностного баллистического фотоэффекта (внутреннего) в наноструктурированных полупроводниках (концентрационные зависимости) при фемтосекундном лазерном возбуждении методом ТГц спектроскопии с временным разрешением. В рамках проведенных исследований получены следующие важные результаты: 1) Разработан и реализован импульсный терагерцовый спектрометр (метод «optical pump - THz probe») для изучения динамики внутризонной релаксации и рекомбинации фотовозбужденных носителей, а также зависимости характера и скорости этих процессов от температуры. Для генерации и детектирования ТГЦ импульсов используется импульсное лазерное излучение (длина волны 797 нм, частота следования 1 КГц, длительность 130 фс, энергия 0,9 мДж). В качестве генератора и детектора ТГЦ импульсов используются нелинейные кристаллы ZnTe (ориентация <110>, толщина 1 и 2 мм соответственно). Необходимая коллимация и фокусировка ТГЦ импульсов обеспечиваются системой параболических зеркал. Регистрация проводится балансным детектором (фирма ZOmega), сигнал с которого подается на синхронный детектор (Stanford Research Systems, SR810). Для оптического возбуждения образцов используется излучение второй гармоники параметрического генератора света (фирма Avesta). Чтобы исключить влияние поглощения ТГц излучения парами воды, а также для охлаждения образцов до гелиевых температур, часть установки (генератор, детектор ТГЦ импульсов и исследуемый образец) помещается в вакуумную камеру. Охлаждение обеспечивается гелиевым криостатом замкнутого цикла (Advanced Research Systems, DE210S). 2) Продемонстрировано, что поверхность полупроводниковых кристаллов GaAs, подвергнутых бомбардировке тяжелыми ионами Kr с энергией 85−90 MeV (доза облучения 10^10-10^13 см^-2), наноструктурируется, что можно использовать для эффективной генерации ТГц импульсов. Проведен предварительный анализ возможных механизмов повышения эффективности преобразования. 3) Проведены исследования динамики релаксации и рекомбинации фотовозбужденных носителей в образце с квантовой ямой CdTe / Cd0,63Mg0,37Te (ширина одиночной квантовой ямы 20 нм, толщина барьерного слоя 150 нм) на подложке GaAs (ориентация <100>, молекулярно-пучковая эпитаксия на 4 мкм буферный слой Cd0,75Mg0,25Te). По данным проведенных измерений (керровское вращение, поляризационные свойства фотолюминесценции в различных магнитных полях) концентрация фонового двумерного дырочного (2DHG) и электронного (2DEG) газов в пространственно разделенных островках не превосходит 10^10 см^-2 и 10^9 см^-2 соответственно. 4) Спектрально-кинетические особенности, обнаруженные в спектрах поглощения квантовой ямы CdTe / Cd0,63Mg0,37Te, интерпретированы процессами развала трионного состояния под действием электрического поля ТГц излучения и поглощением последнего носителями в 2DHG и 2DEG. Характерные времена нарастания (~ 3 пс) и спада (~ 180 пс) обнаруженных особенностей (полос поглощения) совпали с временами релаксации/связывания фотовозбужденных носителей в трион и временем его рекомбинации, найденным для того же образца по кинетике фотолюминесценции при температуре измерений 16 К.