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太赫兹频率下InGaAs纳米线的非线性电荷输运

DOI：10.1021/acs.nanolett.9b05328 期刊：Nano Letters 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 我们利用宽带太赫兹脉冲（峰值电场高达0.6 MV/cm）的光学泵浦/太赫兹探测光谱技术，研究了高电场下GaAs/In0.2Ga0.8As核壳纳米线壳层的电子输运特性。当太赫兹驱动电场超过0.4 MV/cm时，光激发电荷载流子的等离子体共振出现系统性红移且其光谱权重减弱。该现象归因于能谷间电子散射导致平均电子有效质量倍增。相应地，在最高电场下电子迁移率降至初始值约一半。研究表明有效质量的增加沿纳米线分布不均，主要集中于中部区域，从而引发载流子响应的空间非均匀性。我们的结果量化了砷化镓基纳米线中的非线性输运机制，并揭示了其在太赫兹频段纳米器件开发中的巨大潜力。
作者： Rakesh Rana，Leila Balaghi，Ivan Fotev，Harald Schneider，Manfred Helm，Emmanouil Dimakis，Alexej Pashkin
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研究概述 实验方案

研究目的

利用光学泵浦/太赫兹探测光谱技术研究高电场下GaAs/In0.2Ga0.8As核壳纳米线的电子输运特性。

研究成果

研究表明，在高电场下，GaAs/In0.2Ga0.8As核壳纳米线中的电子输运以谷间电子散射为特征，导致平均电子有效质量加倍且电子迁移率降低。有效质量的增加沿纳米线分布不均，主要集中于其中段。这些发现凸显了基于GaAs的纳米线在太赫兹频段纳米器件中的应用潜力。

研究不足

该研究的局限性在于难以接触纳米级器件，以及高场运行状态下产生的强烈散热效应。此外，沿纳米线有效质量分布的建模过于简化，未考虑连续分布情况。

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