电士件越女学 Bversity af Eleetreale Sclenc and Techaology af Chisa /95 第三章PCSS信号源 3.1PCSS实验与理论研究现状 3.1.1PCSS理论研究现状 光吸收机理 核心问题 载流子微观运动规律及强电流形成机理 。 基于EL2能级假设的微观机理研究 光吸收机理 基于能带弯曲基础的光吸收机理 表面态、杂质能级、缺陷与空位形成禁带能级
3.1 PCSS实验与理论研究现状 3.1.1 PCSS理论研究现状 • 光吸收机理 • 载流子微观运动规律及强电流形成机理 核心问题 光吸收机理 基于EL2能级假设的微观机理研究 基于能带弯曲基础的光吸收机理 表面态、杂质能级、缺陷与空位形成禁带能级
电子件越女学 versity af Eleetreale Sclenc and Techology ef Chia 966 第三章PCSS信号源 陷阱填充和电荷注入模型(.H.Yee,G.H.Khanaka) 唯象模型 高场区雪崩双注入模型(H M Zhao,P.Hadizad) 两个施主能级起重要作用的非线性模型(Brinkmann 脉冲形成机理 光学活性模型(Dougal) 高场强下载流子分布规律 微观机理 高场强、不同浓度下载流子微观运动、散射、复合 强电流形成机理
陷阱填充和电荷注入模型 (J.H.Yee, G.H.Khanaka ) 高场区雪崩双注入模型 (H M Zhao, P. Hadizad ) 两个施主能级起重要作用的非线性模型 (Brinkmann ) 光学活性模型 (Dougal ) 唯象模型微观机理 高场强下载流子分布规律 高场强、不同浓度下载流子微观运动、散射、复合 强电流形成机理 脉冲形成机理
电士件越女学 ftyf日ectreale8 clec and Tecology af C国 /956 第三章PCSS信号源 3.1.2PCSS实验研究现状 PCSS研制工艺问题→高功率输出、长寿命、高重频 核心问题 集成化问题 →光激励系统小型化 ·倍压与匹配网络 →Blumlein形成线及匹配设计 较低功率、超快、长寿命、高重频→超快电路、宽谱测试、瞬态检测 ·较高功率、窄脉宽、较高重频 →冲激雷达、宽谱测试、微波功率 •高功率、较宽脉宽、低重频 →电磁干扰、点火装置、微波功率 ·左手材料衬底 →THz器件
• 较低功率、超快、长寿命、高重频 超快电路、宽谱测试、瞬态检测 • 较高功率、窄脉宽、较高重频 冲激雷达、宽谱测试、微波功率 • 高功率、较宽脉宽、低重频 电磁干扰、点火装置、微波功率 • 左手材料衬底 THz器件 • PCSS研制工艺问题 高功率输出、长寿命、高重频 • 集成化问题 光激励系统小型化 • 倍压与匹配网络 Blumlein形成线及匹配设计 核心问题 3.1.2 PCSS实验研究现状
电子件越女学 Batversity af Electreale Sclec ad Tochaology afChina 第三章PCSS信号源 3.2半导体材料的光吸收机理 3.2.1半导体材料光吸收机制概述 10 0.9 10 16K ⊙ hM ev 0a18415151g1胡1901z1话1.4 30 135 140145150 10 10-1 10-2 Mm(eV) photon energy(ev) GaAs半导体光吸收的各种机制 GaAs半导体光吸收岁随温度的变化规律 GaAs光吸收限 001 5天下Ge激子吸收 2 1.90d 010 11.708 1.424 0 034 G..的能带结构 (m 100] (m QS1导桥等能面 b GaAs导桥等能面 [11→[10 图3.1Si,GaAs导带等能面示意图
3.2 半导体材料的光吸收机理 GaAs 半导体光吸收的各种机制 h( eV) GaAs半导体光吸收岁随温度的变化规律 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 absorb factor(cm -1) photon energy(eV) GaAs光吸收限 1.2 K 下 G a As激 子 吸 收 G a As的 能 带 结 构 3.2.1 半导体材料光吸收机制概述
电士件越女学 ftyf日ectreale8 clec and Tecology af C国 /95 第三章PCSS信号源 量子力学计算Franz-Keldysh?效应，吸收限附近吸收系数满足 2a(2z)》w-E,xa-,” 3.2.1) n m f具有1的数量级的缓变函数 存在外加电场时，如果hKEg, 吸收系数随电场的变化满足 a-购] (3.2.2) 120 10 15 10 1.55 160 photon energy(ev)
量子力学计算Franz-Keldysh效应，吸收限附近吸收系数满足 1/ 2 1/ 2 3 / 2 2 0 2 0 2 ( ) ( ) 2π 2 g g r cV r E E h m f n m cq fcV具有1的数量级的缓变函数 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 absorb factor(cm -1) photon energy(eV) 存在外加电场时，如果 h<Eg，吸收系数随电场的变化满足 (3.2.1) 3 1 2 2 ( ) 1 m r h qE h (3.2.2)