固體真實能帶結構對超快電致吸收的影響研究

《固體真實能帶結構對超快電致吸收的影響研究》是依託電子科技大學,由鄧洪祥擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：固體真實能帶結構對超快電致吸收的影響研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄧洪祥

項目摘要

超快電致吸收是指用超短脈衝雷射(通常稱為泵浦光)調製固體材料（半導體材料和絕緣材料）對探測光的吸收和透射。可用來研究固體材料在強雷射輻照過程中的瞬態光學性質，有效能帶，載流子的動力學行為等。根據強雷射與固體材料相互作用的一般分類，可將泵浦光與固體的作用強度由弱到強分為多光子區，動態區及光學隧穿區。對於多光子區域和動態區域，由於雷射強度不高，參與帶間躍遷的主要是位於布里淵中心區域的電子，固體真實能帶結構並不重要，可以用拋物型能帶替代真實的能帶。但當光強很強進入隧穿區域後，近幾年的研究都顯示這種近似已不適用，此時整個布里淵區域的電子都將起作用。因此在光學隧穿區域必須要考慮固體的真實能帶結構。目前對超快電致吸收的研究都是採用拋物型能帶近似，因此其無法適用於光學隧穿區域。通過研究固體真實能帶結構對超快電致吸收影響，我們可以將超快電致吸收的研究從原先的多光子區域和動態區域擴展到光學隧穿區域。

結題摘要

超快電致吸收可用來研究固體材料在強雷射輻照過程中的瞬態光學性質，有效能帶，載流子的動力學行為等,是強雷射與固體材料相互作用的重要研究方向。 在項目中我們研究了固體真實能帶結構對超快電致吸收的影響，研究發現：（1）當雷射功率密度不是很高時，可以近似地採用拋物型能帶替代固體的真實能帶結構，對於超快電致吸收的描述兩者相差不大；（2）當雷射功率密度很高時，固體的真實能帶將對超快電致吸收過程產生很重要的影響。 具體的影響主要體現在：（a）超快吸收譜結構與功率不太高時的吸收譜結構有很大的差別,材料能帶遠離布里淵中心的部分將起重要作用；（b）固體材料在雷射場中的準能帶變得和電子的布里淵邊界散射過程密切相關，並比功率很小時的準能帶複雜很多；（c）在功率密度很高時，固體材料吸收邊的等效紅移與固體的真實能帶結構及布里淵散射過程都有很強的關聯。在研究過程中我們還發現，現有的描述超快電致吸收的理論方法有一定的局限性，所採用的Houston波函式只有當帶間躍遷過程很弱時才能使用，為此我們探索了一種新的理論方法去研究，這種方法可以處理帶間躍遷很強的情況，具有普遍性。