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飞秒泵浦-探测光谱法研究GaAlAs光电阴极中的载流子动力学

DOI：10.1016/j.ijleo.2018.10.209 期刊：Optik 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 基于对GaAs光电阴极的研究，本文探究了反射式GaAlAs光电阴极的载流子动力学特性。采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）外延技术生长了反射式GaAlAs/GaAs光电阴极，通过飞秒泵浦-探测光谱测量其载流子动力学过程。激光激发GaAlAs/GaAs光电阴极表面后，阴极表面反射率发生变化，同时通过瞬态反射光谱获得了半导体材料中非平衡载流子分布的动态过程。与GaAs光电阴极相比，GaAlAs光电阴极中的Al元素在某些条件下不利于光发射，但解决了二元化合物光谱响应范围不可调节的问题。在22皮秒范围内，GaAs光电阴极的初始弛豫瞬态变化趋势与GaAlAs一致；而超过22皮秒后，GaAs与GaAlAs的弛豫状态随延迟时间的变化存在显著差异。结果表明：由于初始过程明显慢于GaAs光电阴极，GaAlAs的带隙增大。本研究为制备仅响应蓝绿光波段的GaAlAs光电阴极提供了参考依据。
作者： Aiming Feng，Lin Yin，Shuqin Zhang，Lingze Duan，Liang Chen，Yunshen Qian，Hemang Jani
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用飞秒泵浦-探测光谱技术研究GaAlAs光电阴极中的载流子动力学，与GaAs光电阴极进行对比，以理解Al元素对光发射特性的影响。

研究成果

与砷化镓（GaAs）相比，铝镓砷（GaAlAs）光电阴极在22皮秒延迟后表现出更缓慢的初始弛豫过程，这归因于更好的晶格匹配和界面复合效应。铝元素的添加使得光谱响应范围可调，适用于蓝光和绿光应用，为提升光电阴极性能提供了一种方法。

研究不足

该研究仅限于GaAlAs中特定铝含量（0.5），可能无法推广至其他组分；测量在室温下进行，可能忽略温度依赖性效应；飞秒技术能提供微秒级洞察，但可能无法捕捉更长期的动态过程。

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