【摘 要】
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作为一种IV-VI族半导体,硫化铅（Pb S）具有带隙窄、玻尔半径大等独特的性质,通过调整纳米结构的尺寸,其能带可在红外至可见光光谱大范围调谐,在诸如光伏材料、红外探测器等领域具有重要的应用前景。理解光生载流子的驰豫和输运过程,对半导体器件性能的改进至关重要,然而目前纳米硫化铅中的自由载流子和激子的相互作用等动力学过程仍有待探索。时间分辨太赫兹光谱（TRTS）由于能同时获得频率和时间分辨的光电导信
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作为一种IV-VI族半导体,硫化铅（Pb S）具有带隙窄、玻尔半径大等独特的性质,通过调整纳米结构的尺寸,其能带可在红外至可见光光谱大范围调谐,在诸如光伏材料、红外探测器等领域具有重要的应用前景。理解光生载流子的驰豫和输运过程,对半导体器件性能的改进至关重要,然而目前纳米硫化铅中的自由载流子和激子的相互作用等动力学过程仍有待探索。时间分辨太赫兹光谱（TRTS）由于能同时获得频率和时间分辨的光电导信息,是一种理想的非接触式载流子动力学探测方法。本论文探索了提升TRTS带宽、信噪比等性能的途径,并利用TRTS研究了纳米Pb S的太赫兹超快动力学,为基于Pb S纳米材料的光电器件发展奠定了基础。主要内容如下:（1）系统介绍了时间分辨太赫兹谱的构成和实验模式,如太赫兹产生、太赫兹探测、时域谱分析方法等;（2）研究了基于CoFeB/Pt薄膜的宽带太赫兹发射源,包括太赫兹振幅与抽运光功率的关系、发射机制验证等,并利用其高带宽的特性,设计了宽谱时间分辨太赫兹谱系统;（3）利用自主搭建的时间分辨太赫兹谱,测量了硫化铅纳米晶在不同泵浦-探测时间延迟下的光电导率,通过Drude-Smith和Drude-Lorenz模型对其进行拟合以研究载流子的输运特性。同时探测泵浦光强度对载流子驰豫率的影响,发现在较高泵浦光强度下,俄歇复合参与了载流子的弛豫过程。
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