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半导体THz辐射的动力学研究及Monte Carlo模拟

专 业: 无线电物理
关键词: THz辐射 大孔径光电导天线 Monte Carlo模拟 GaAs 低温生长
分类号: TN301
形 态: 共 121 页 约 79,255 个字 约 3.791 M内容
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内容摘要


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GaAsLT-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……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 引言
1.1光致固体THz辐射的发展及研究现状
1.2其他固体THz辐射源
1.3 THz辐射的应用概况
1.4本文的主要工作
第二章 半导体THz辐射的基本理论
2.1光生电流机制
2.2光整流机制
2.3大孔径光电导LA-PC天线辐射屏蔽的电磁理论
2.3 本章小结
第三章 低温生长GaAs和单晶GaAs为衬底的LA-PC天线THz辐射特性的理论研究
3.1半导体光生载流子输运过程的唯象描述
3.2低温生长GaAs的THz脉冲时域波形分析
3.3大孔径光电导天线局域电场的计算
3.4大孔径光电导天线 THz辐射外加电场的非线性变化
3.5结论
第四章 Monte Carlo方法及一维Poisson方程的有限差分法
4.1Monte Carlo方法
4.2一维Poisson方程的有限差分法
第五章 GaAs的能带结构及载流子的散射机制
5.1 GaAs的能带结构
5.2 Herring-Vogt变换和坐标系的变换
5.3 GaAs的光生载流子的散射机制及散射几率的计算
第六章 强电场和强激光场下半导体大孔径光电导天线的THz辐射的MonteCarlo模拟
6.1模拟方法
6.2模拟结果及分析
6.3结论
第七章 与泵浦波长相关的LA-PC天线THz辐射的动力学研究
7.1引言
7.2模拟结果和分析
7.3结论
第八章 结束语
参考文献
附录A半导体THz辐射MC模拟程序的类图
附录B半导体THz辐射的MC模拟程序的顺序图

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中图分类: > TN301 > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 一般性问题 > 基础理论

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