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第二次谐波生成(SHG)是一个非线性光学过程,其中两个光子连贯地组合成两个光子的能量的两倍。的效果SHG。在这里,我们显示了反转对称晶体中非线性光学过程的调整。这种可调节性基于双层MOS 2的独特性能,该特性显示出强烈的光学振荡器强度,但也显示了层间激子的共振。当我们通过改变激光能将SHG信号调谐到这些共振上时,SHG振幅通过几个数量级增强。在谐振情况下,双层SHG信号达到的幅度与单层的两个共振信号相当。在施加的电场中,可以通过鲜明的效应来调节层间激子能量。因此,取消了层间激子退化性,并通过我们的模型计算得出的良好再现了两个数量级,进一步增强了双层SHG响应。
诸如MOSFET,光电探测器,光伏细胞之类的设备的性能受到接口质量的强烈影响,尤其是介电和硅之间。已知通过高介电常数Diélectrics(High-k)对IF的钝化可以改善这些接口的电性能。在用于表征界面质量的方法中,第二次谐波(SHG)的产生是一种基于非线性光学器件的有希望的敏感和非破坏性技术。在偶极近似中,中心分析材料中的SHG响应(例如Si,Al 2 O 3,Sio 2等)为零。因此,SHG响应主要包含与界面相关的信息,其中对称性被打破。此外,在界面处的电场(E DC)存在下,信号得到加固。该现象称为efish(电场诱导的SHG)。由于电界面场与氧化物(Q OX)和/或界面状态(d IT)中的固定载荷相关联,因此SHG技术对这些电参数敏感。本论文的目的是校准SHG响应,以测量与电介质中固定载荷相关的电场。从SHG实验数据中提取电气信息需要考虑光学现象的影响(吸收,干扰等。),这得益于对所研究结构的第二个谐波的响应进行建模/模拟。我们的仿真程序基于我们为多层人士改编的文献的理论模型。实验是在Si(100)上的几层Al 2 O 3上进行的,在可变条件下沉积并且界面质量非常不同。互补的电气技术,例如Corona负载(COCOS)和容量张力测量(C-V)的表征,使得访问样品的电场并完成SHG结果以进行校准。实验和模拟证明了Si介电的单个校准的可能性还讨论了与多层(绝缘体上的硅)等多层表征相关的一些研究元素,特别是对各个接口处存在的层厚度或电场厚度的SHG响应的影响。
我们研究电压偏置的单渠道连接处的电荷传输,涉及有限的库珀对动量的螺旋超导体。对于约瑟夫森结,平衡电流相关的关系显示出超级传导二极管效应:临界电流取决于传播方向。我们为电压偏置的约瑟夫森二极管制定了一种散射理论,并表明多个安德烈的反射过程在DC电流 - 电压曲线中导致在低温和小电压下,由于光谱间隙的多普勒移位而导致的小电压。在当前偏向的情况下,二极管效率具有最大的矩效率η0≈0。4对于此模型。在电压偏置的情况下,拟合效率可以达到理想值η=1。我们还讨论了正常金属和螺旋超导体之间正常驾驶连接的电荷传输,并对具有自旋轨道相互作用和磁性Zeeman Fileds的相关模型发表评论。
我们针对定义在强连通有向图(有向图)顶点上的函数引入了一种新颖的谐波分析,其中随机游走算子是其基石。首先,我们将随机游走算子的特征向量集视为有向图上函数的非正交傅里叶型基。我们通过将从其狄利克雷能量获得的随机游走算子的特征向量变化与其相关特征值的实部联系起来,找到了一种频率解释。从这个傅里叶基开始,我们可以进一步进行并建立有向图的多尺度分析。我们提出了一种冗余小波变换和抽取小波变换,分别作为有向图的谱图小波和扩散小波框架的扩展。因此,我们对有向图的谐波分析的发展使我们考虑应用于有向图的半监督学习问题和图上的信号建模问题,突出了我们框架的效率。
高重复利率高平均值薄盘,平板和基于纤维的激光器由于其稳健的紧凑设计,出色的梁质量和可靠的功率稳定性1-8而变得越来越受欢迎。提供足够的峰值功率来触发各种非线性感兴趣的过程,但这些激光源提供了改善的信号噪声比和快速数据采集时间尺度。这对于打击凝结相光发射过程中的空间充电效应,改善低收益重合测量值或具有自然可降解样品9 - 17的实验至关重要。在这里,我们说明了由200-W泵源(来自Trumpf Scientific的Dira)驱动的超快红外OPCPA(来自Fastlite的Twinstarzz)的性能,以100 kHz的重复速度运行。OPCPA设计旨在满足一套超级光谱技术的一系列标准,从基于HHG的瞬态角度分辨光发射光谱(TR-ARPES)和X射线吸收光谱(TR-XAS)到时光液质式和Raman Spectrared和Raman spectrared和Raman Spectrrasepoppy。在带有固态样品的Tr-Apres中,每个脉冲发射的光电子数量受到空间电荷效应的约束,这限制了驱动脉冲的能量并影响数据统计数据。因此,更高的重复率激光器是有益的。同样,在TR-XAS中,从HHG驱动器18的中红外波长中访问元素X射线吸收边缘的利润。但是,该过程的转化效率低,因此得到了高度重复速率的平均HHG光子通量的帮助。振动光谱法通常需要激光的光谱可调性,以选择性地激发分子振动。在这方面,OPCPA设计的吸引力是可以调整激光光谱带宽,而无需诉诸复杂的脉冲拉伸和压缩,以适应实验的目的。虽然广泛的光谱覆盖范围允许在吸收光谱中访问扩展光谱过渡,但它限制了频率分辨技术中的能量分辨率,例如,在拉曼光谱中。另一方面,当不需要宽光谱覆盖时,减少光谱带宽的能力可以通过将激光能将激光能量浓缩到“有用”带宽中来增加光谱亮度。为了满足不同的实验要求,OPCPA旨在在(1)可调的红外光谱模式之间互换操作,(2)可调的拉曼光谱模式和(3-4)两个
二次谐波生成:半导体电介质接口的强大非破坏性表征技术 Irina Ionica a 、Dimitrios Damianos a 、Anne Kaminski-Cachopo a 、Danièle Blanc-Pélissier b 、Gerard Ghibaudo a 、Sorin Cristoloveanu a 、Lionel Bastard a 、Aude Bouchard a 、Xavier Mescot a、Martine Gri a、Ming Lei c、Brian Larzelere c 和 Guy Vitrant aa Univ。格勒诺布尔阿尔卑斯,CNRS,格勒诺布尔-INP,IMEP-LAHC,38000 格勒诺布尔,法国 b INL-UMR 5270,里昂国立应用科学学院,7 avenue Jean Capelle,69621 维勒班,法国 c FemtoMetrix,1850 East Saint Andrew Place,加利福尼亚州圣安娜 92705,美国。二次谐波产生 (SHG) 被证明是一种非常有前途的介电体-半导体界面表征技术,因为它灵敏、无损,可在晶圆处理的不同阶段直接应用于晶圆。该方法基于非线性光学效应,测量包含介电体-半导体界面处“静态”电场的信号,该信号与氧化物电荷 Q ox 和界面态密度 D it 直接相关。从 SHG 测量中提取 Q ox 和 D it 的一般方法需要 (i) 根据通过经典电学方法获得的参数进行校准和 (ii) 建模以捕捉影响 SHG 信号的光传播现象。在本文中,我们基于对如何利用 SHG 进行半导体电介质表征的最新进展的回顾来讨论这些问题。简介半导体上电介质堆栈在微纳电子、光伏 (1)、图像传感器 (2)、生物化学传感器等许多应用领域的设备中无处不在。在每种情况下,界面的电质量对设备的性能都有很大的影响。通常使用两个参数来确定这种界面的电质量:固定氧化物电荷密度 Q ox 和界面态密度 D it 。大多数时候,这些参数是通过电测量(例如电流、电容、噪声 (3))获取的,然后采用适当的提取方法并在专门制造的测试设备上实施(例如:金属氧化物半导体 - MOS 电容或晶体管)。一些其他方法可以直接在晶圆级实施,而无需任何额外的测试设备制造步骤,例如:半导体的电晕-开尔文特性 (4)、通过光电导或光致发光衰减测量进行的载流子寿命提取 (5)。除了无需任何额外步骤即可直接在晶圆上进行探测的可能性之外,选择最适合的测量方法的标准还包括灵敏度、非破坏性、区分 D it 和 Q ox 的能力、提供高空间分辨率的能力。可以满足所有这些标准的最新技术是二次谐波产生 (SHG) (6),基于非线性光学效应。
在[1,7]中的时间依赖性通过截短的傅立叶膨胀来处理,这使我们能够为每个频率获得单独的线性系统。在那里,提出了有效的求解线性系统的预处理方法,其中预核心是具有区块 - diagonal的,并且是较低的三角形形式。在[2]中使用了完整的两二个块结构的预处理,进一步称为PRESB,在续集中定义。[3]中的研究提供了不同结构的预处理(遮挡型,块 - 三角形和PRESB形式)之间的比较。比较是根据相应预处理矩阵及其数值性能的光谱正确的。数值实验表明,相对于正则化参数的频率范围,问题大小和值,PERB形式的预处理更加健壮。可以在[10]中找到对这些预调节器和一些修改形式的信息。[9]研究中的工作又是块形式形式的另一个预处理,并分析了双重预处理,适合于离散状态的向量形式。在[8]中考虑了(2)的非线性形式,其中为线性化问题提出了完整的两乘两块形式的预处理,可以将其分解和解决,以块 - 二进制预处理的成本,并且相对于问题大小和测试频率的范围是可靠的。
光涡流具有通过利用轨道角动量的额外自由度来增加数据容量的巨大潜力。另一方面,各向异性2D材料是对未来综合偏振敏感光子和光电设备的有希望的构建块。在这里,用在超薄2d仙境植物燃料上构图的叉全息图证明了高度各向异性的第三谐波光学涡流束的产生。表明,各向异性非线性涡流束的产生可以独立于叉形方向相对于晶体学方向而实现。此外,2D叉全息图旨在产生具有不同各向异性反应的不同拓扑电荷的多个光学涡旋。这些结果铺平了迈向基于2D材料的各向异性非线性光学设备,用于光子整合电路,光学通信和光学信息处理。
非线性光学频率转换与非线性介质相互作用以生成新频率,是现代光子系统中的关键现象。然而,这些技术的主要挑战在于难以调整在给定材料中驱动这种影响的非线性电敏感性。作为一种对光学非线性的动态控制,这很大程度上仍然局限于研究实验室,从而将其实际用作用作光谱工具。在这项工作中,我们旨在通过探索两种潜在的机制来推动具有可调非线性响应的设备的开发,以在二维材料中对二阶光学非线性进行电力。具体来说,我们考虑了两种配置:在第一个材料中,材料本质上并未表现出第二谐波生成(SHG),但这种反应是由外部场引起的;第二,外场会诱导已经表现出SHG的材料中的掺杂,从而改变了非线性信号的强度。在这项工作中,我们使用实时的AB-Initio方法研究了这两种配置,但在平面外的外部场上,包括屏蔽的电子电子相互作用中掺杂引起的变化的影响。然后,我们讨论当前计算方法的局限性,并将我们的结果与实验测量进行比较。