【摘 要】
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该文首先介绍了半导体表面辐射THz脉冲的基本理论,然后用数值计算和Monte Carlo方法研究了以GaAs和低温生长GaAs(LT-GaAs)为衬底的大孔径光电导天线的THz脉冲时域波形,着重分
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该文首先介绍了半导体表面辐射THz脉冲的基本理论,然后用数值计算和Monte Carlo方法研究了以GaAs和低温生长GaAs(LT-GaAs)为衬底的大孔径光电导天线的THz脉冲时域波形,着重分析了这两种半导体在超短脉冲激光作用下THz辐射的动力学过程.该文主要由两部分组成:第一部分:我们利用电磁学理论、通过唯象的方法引入半导体载流子输运过程,分析了LT-GaAs和GaAs大孔径光电导(Large-Aperture Photoconductive)天线在近场和远场的THz辐射与光导体的材料性质和激发条件的依赖关系,成功的解释了LT-GaAs时域THz波形的双极特性.第二部分:采用系综Monte Carlo方法,通过模拟GaAs大孔径光电导天线在超短脉冲激光作用下光生载流子的输运过程,我们全面分析了以GaAs为衬底的大孔径光电导天线在外加强电场和强激光场作用下的表面局域电场(local field)的时空变化规律、及相应的THz辐射的动力学过程,通过与文献中已有的实验结果相比较,我们不仅再现了相关的实验结论,更进一步揭示了其内在的物理本质.为便于今后的修改和扩充,我们开发的Monte Carlo模拟软件是用面向对象语言C++编写的.GaAs能带模型是由一个非抛物性三能谷导带和一个非抛物性价带构成,涉及的散射机制主要有电子-声学声子、光学声子和谷间声子,空穴-声学声子和光学声子.只需改动能带模型,即可展开对其它半导体材料THz辐射的研究.
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