超短激光脉冲是诱导材料改性的有力工具 1–4。特别是在透明电介质中,超短激光脉冲可用于局部修改材料块内的化学结构、折射率、色心密度,光聚合,产生纳米光栅、表面纳米结构或内部空隙。大量应用领域受益于基础性进步:外科和生物医学应用、光子学、微流体学、高速激光制造 2,5–7。将这些应用推进到纳米结构需要数值建模的支持 8。在激光诱导的强场下,束缚电子从价带跃迁到导带 1,9,10,在价带中留下一个空穴。电子-空穴等离子体的粒子在激光场中被加速,通过碰撞电离导致自由载流子密度倍增,并可能产生致密的电子-空穴等离子体。最后,在远大于几皮秒的时间尺度上,材料内部发生热和结构事件 1 。我们的模型侧重于等离子体密度的积累,时间尺度可达几皮秒。已经开发了大量不同的模型来研究超短激光脉冲(约 100 fs)在高强度范围内(约 10 14 W/cm 2 )在介电体中的传播以及随后的电离。这些模型可分为两类。第一类是几种
并无需使用载流子注入即可增强电光调制。与此同时,人们正在努力实现完全集成在硅基平台中的发光器,作为 III – V 族材料的经济高效的替代品。这方面的两个主要途径是使用 Ge 及其与 Si 和 Sn 的合金,以及应变工程。硅 – 锗 – 锡 (GeSn) 合金可能是一种很有前途的解决方案 [4],因为它的能带结构可以通过其成分来控制,从而在宽光谱范围内实现高发射效率,但这些三元合金对材料生长提出了一些技术挑战。[5] 能带结构控制的替代途径是在 Ge 和 GeSn 合金中引入拉伸应变。这里的目标是利用拉伸应变来降低导带 L 和 Γ 最小值之间的能垒,实现准直接带隙材料,从而提高辐射效率。此外,拉伸应变的作用是消除重空穴 (HH) 和轻空穴 (LH) 价带之间的简并性,并降低导带和价带之间的能量差,[6,7] 从而提供对带隙的所需控制。这些能带结构效应可以通过光致发光 (PL) 实验揭示,而半导体中应变的关键测量可以使用拉曼光谱来实现。机械变形会显著影响 PL 发射、谷分裂的不均匀性或重叠
GESE最近由于其具有吸引力的光学和电性能以及地球丰富性和低毒性而成为光伏吸收材料。然而,与冲击式 - 赛车限制相比,GESE薄膜太阳能电池(TFSC)的效率仍然很低。点缺陷被认为在GESE薄膜的电和光学特性中起重要作用。在这里,我们执行第一个原理计算以研究GESE的缺陷特征。我们的结果表明,无论在GE丰富或富含SE的条件下,费米水平始终位于价带边缘附近,导致未掺杂样品的P型电导率。在富含SE的条件下,GE空缺(V GE)具有最低的地层能,在价带边缘上方0.22 eV处,(0/2)电荷态过渡水平。高密度(高于10 17 cm-3)和V ge的浅层暗示它是GESE的p型起源。在富含SE的生长条件下,SE I在中性状态下具有低层的能量,但没有引入带隙中的任何缺陷水平,这表明它既不有助于电导率,也不导致非辐射重组。此外,GE I引入了深层电荷状态过渡水平,使其成为可能的重组中心。因此,我们建议应采用富有SE的条件来制造高耐高率的GESE太阳能电池。
光致发光(PL)光谱是材料的强制性表征方法(例如III-V半导体)是一种无接触式的,无损害的,但同时非常有效且有用的实验,以研究材料的电子结构。如果光粒子(光子)的能量大于带隙能量,则可以吸收它,从而从价谱带从价值带到传导带,从而在禁止的能量间隙上升高。在这一点上,电子最终跌落回到价带失去能量作为从材料发出的发光光子。光子激发的过程随后是光子发射称为光致发光。
yba 2 Cu 3 O X,T C高于77 K的第一个超导体是结构中具有CUO链和平原的最复杂的铜质之一。yba 2 Cu 3 O 7(YBCO)的外径略微过量的行为,并且很难进一步掺杂,因为Cuo链中的所有晶格位点都被占据。我们已经种植了YBCO和BiLayer LA 0的高质量单晶膜。67 SR 0。 33 MNO 3(LSMO)/YBCO在两种情况下都表现出超导性。 光发射光谱揭示了不同的表面和散装电子结构;差异减少了双层。 在价带和核心水平光谱中观察到跨双层界面的电荷转移的证据,表明YBCO中有过多的条件。 虽然在双层中存在磁性的超导性令人困惑,但在YBCO中达到过多的政权的途径却打开了一个新景观,以探测非常规超导性的外来物理学。67 SR 0。33 MNO 3(LSMO)/YBCO在两种情况下都表现出超导性。光发射光谱揭示了不同的表面和散装电子结构;差异减少了双层。在价带和核心水平光谱中观察到跨双层界面的电荷转移的证据,表明YBCO中有过多的条件。虽然在双层中存在磁性的超导性令人困惑,但在YBCO中达到过多的政权的途径却打开了一个新景观,以探测非常规超导性的外来物理学。
图4。MOS 2 /WS 2杂波的压力依赖性电荷和能量转移。(A-B)(a)导带和(b)价带的电荷密度是沿平面方向压力的函数。(c)示意图证明了随着压力增加的电荷密度和电荷转移。直和波浪箭分别表示电荷转移和辐射衰减。(d)MOS 2 / WS 2异质结构的带状电荷密度,与MOS 2(底部) / WS 2(顶)异质结构的侧视图叠加。p1,p2和p3是代表性压力点,在电荷或轨道对传导带中的显着变化分别对应于〜13 GPA,〜22 GPA和〜30 GPA。
KSA匪徒利用半导体固有的带隙的温度依赖性来测量温度。使用此技术,样品可以扩散反射或传输适当的波长范围内的光。在此过程中,样品可以通过将其某些能量转移到价带中的电子,从而选择性地吸收足够的能量,从而将其促进到传导带。但是,缺乏所需能量的光可以通过样品。从吸收到传输的过渡的能量定义了样品的光吸收边缘,并且取决于温度。ksa匪徒使用固态光谱仪分析了扩散反射或发射光的光谱,以确定吸收边缘的波长,通过一组材料特异性校准曲线将其转换为温度。
bi 1 -x ba x feo 3(bbfo,x = 0,0.03,0.1)薄膜是通过脉冲激光沉积在srruo 3-固定srtio 3(001)底物上外上脚部生长的。随着BA含量的增加,BBFO薄膜显示出显着降低的泄漏电流,但抑制了铁电偏振。X射线衍射互惠空间映射和拉曼光谱表明在BBFO薄膜中,从菱形的类似隆隆巴德中的到四方样相的结构进化。光吸收和光电子光谱测量表明,BBFO薄膜中能量带结构的调节。BBFO薄膜带有A位点BA受体掺杂,表现出光切的蓝移膜和工作函数的增加。 已调制了BBFO薄膜的传导和价带的能量位置,而费米水平向下转移到了禁带的中心,但是受体掺杂的BFO薄膜仍显示N型传导。 受体掺杂存在额外的氧气空位应该为传导行为做出贡献。 这项研究提供了一种操纵功能特性的方法,并洞悉BFO薄膜中BA掺杂物理学的洞察力。带有A位点BA受体掺杂,表现出光切的蓝移膜和工作函数的增加。已调制了BBFO薄膜的传导和价带的能量位置,而费米水平向下转移到了禁带的中心,但是受体掺杂的BFO薄膜仍显示N型传导。受体掺杂存在额外的氧气空位应该为传导行为做出贡献。这项研究提供了一种操纵功能特性的方法,并洞悉BFO薄膜中BA掺杂物理学的洞察力。
材料中的费米能通常由电荷中性决定。只要材料是纯净的并且完全符合化学计量,就可以实现电荷中性。如果添加掺杂剂或材料变为非化学计量,则会产生电荷。阴离子位点的非化学计量取决于气体气氛。样品处理过程中的阳离子非化学计量可能是由于物种的挥发性或固体溶液形成过程中的不同溶解度造成的。无论如何,目标相的合成都依赖于材料补偿其加工过程中产生的电荷的能力。例如,可以通过在价带或导带中添加电子电荷来建立电荷中性。这并不总是可能的,例如在绝缘体中。在氧化物的情况下,材料可以与周围大气交换氧气。在
PH-UY 2344 现代和固体物理学导论 (4 学分) 通常在春季提供 狭义相对论、迈克尔逊莫雷实验。普朗克量子假设、光电效应、康普顿效应、卢瑟福散射、玻尔原子、德布罗意波长、电子衍射、波函数、不确定性原理、薛定谔方程。应用于:方阱势、单电子原子。原子核、裂变和聚变。周期性晶格中的能带、Kronig Penney 模型、价带、导带、杂质态、电子迁移率。半导体特性。超导简介;电子对、能隙、约瑟夫森效应。| 先决条件:PH-UY 2023;共同要求:PH-UY 2033 和 MA-UY 2034。评分:Ugrd Tandon 评分可重复获得额外学分:否