樊正富 谭智勇 万文坚 邢晓 林贤 金钻明 曹俊诚 马国宏†

1)(上海大学物理系,上海200444)2)(中国科学院上海微系统与信息技术研究所,中国科学院太赫兹固态技术重点实验室,上海200050)

低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱∗

樊正富1)谭智勇2)万文坚2)邢晓1)林贤1)金钻明1)曹俊诚2)马国宏1)†

1)(上海大学物理系,上海200444)2)(中国科学院上海微系统与信息技术研究所,中国科学院太赫兹固态技术重点实验室,上海200050)

(2016年12月7日收到;2017年1月19日收到修改稿)

本文采用光抽运-太赫兹探测技术系统研究了低温生长砷化镓(LT-GaAs)中光生载流子的超快动力学过程.光激发LT-GaAs薄层电导率峰值随抽运光强增加而增加,最后达到饱和,其饱和功率为54µJ/cm2.当载流子浓度增大时,电子间的库仑相互作用将部分屏蔽缺陷对电子的俘获概率,从而导致LT-GaAs的快速载流子俘获时间随抽运光强增加而变长.光激发薄层电导率的色散关系可以用Cole-Cole Drude模型很好地拟合,结果表明LT-GaAs内部载流子的散射时间随抽运光强增加和延迟时间(产生光和抽运光)变长而增加,主要来源于电子-电子散射以及电子-杂质缺陷散射共同贡献,其中电子-杂质缺陷散射的强度与光激发薄层载流子浓度密切相关,并可由散射时间分布函数α来描述.通过对光激发载流子动力学、光激发薄层电导率以及迁移率变化的研究,我们提出适当增加缺陷浓度,可以进一步降低载流子迁移率和寿命,为研制和设计优良的THz发射器提供了……