Пикосекундная спектроскопия нелинейной восприимчивости полупроводников при резонансном возбуждении

• Автор: Бугаев, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 328 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ И ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ НЕЛИНЕЙНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
1.1. Дисперсия диэлектрической проницаемости
1.2. Нелинейные оптические функции
1.3. Соотношения Крамерса-Кронига и правило сумм в нелинейной оптике
1.4. Нелинейная восприимчивость двух- и трехуровневой системы
1.5. Эффекты межэлектронного взаимодействия
1.5.1. Экранирование свободных носителей и экситонов
1.5.2. Ренормализация запрещенной зоны
1.6. Насыщение межзонного поглощения (динамический эффект Мосса-Бурштейна)
1.7. Внутризонный вклад плазмы свободных носителей
1.8. Параметрическая зависимость диэлектрической проницаемости от концентрации свободных носителей
1.9. Эффект термического разогрева решетки
ГЛАВА II. ТЕХНИКА И МЕТОДЫ ПИКОСЕКУНДНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ НЕЛИНЕЙНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ
2.1. Качественное описание флуктуационного механизма режима самосинхронизации мод
2.2. Лазерный комплекс спектрально-временной диагностики нелинейного отклика диэлектрической проницаемости
2.2.1. Оптическая схема генератора и усилителя УСИ
2.2.2. Модуляция добротности и выделение одиночного импульса

2.3. Пространственно-временное смешение импульсов как общий случай диагностики нелинейной восприимчивости
2.3.1. Вырожденное параметрическое смешение
2.3.2. Идентификация времен релаксации
2.4. Интерференционная диагностика в пикосекундном диапазоне времен
2.4.1. Пикосекундная диагностика на основе корреляции амплитуд
2.4.2. Пикосекундная диагностика на основе корреляции интенсивностей
ГЛАВА III. ДИНАМИКА НЕЛИНЕЙНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ ПИКОСЕКУНДНОГО ИМПУЛЬСА
3.1. Кристаллографическая симметрия и вид тензора нелинейной восприимчивости 57, ОаАз, 4&Оа8ег и Сс18х8ех
3.2. Максвелловское уравнение для среды с нелинейной поляризацией
3.3. Двухфотонное поглощение и динамика излучательной рекомбинации в объеме бгаА?
3.3.1. Пространственная структура поля накачки в присутствии когерентного суммирования
3.3.2. Динамика излучательной рекомбинации СаАь при двухфотонном возбуждении
3.3.2.1. Характеристики линейного поглощения
3.3.2.2. Нелинейное поглощение
3.3.2.3. Спонтанная и стимулированная эмиссии излучения
3.3.2.4. Численное моделирование двухфотонного поглощения и динамики излучательной рекомбинации
3.3.2.5. Влияние величины двухфотонного поглощения
3.3.2.6. Влияние стимулированного излучения на частоте накачки

3.3.2.7. Влияние динамики поглощения ЕТ2-центров
3.4. Наведенное поглощение халькопирита Я#Са5е2 и
ГЛАВА 1У. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНОЙ ПЛАЗМЫ
4.1. Пикосекундная спектроскопия края поглощения ОаАя, А&0а8е2 и 5
4.2. Диффузия и рекомбинация свободных носителей ваАх, АСа8е2 и Хе
4.3. Кинетика нестационарного энергообмена в среде с амплитудно-фазовым характером нелинейного отклика
4.4. Пикосекундная диагностика отклика нелинейной рефракции
4.4.1. Нелинейный показатель преломления 57 и ОаАн, индуцированный
генерацией свободных носителей
ГЛАВА V. ВЛИЯНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ОГРАНИЧЕНИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА НА НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВ
5.1. Пикосекундная спектроскопия спонтанной люминесценции
размерным ОО-ограничением
5.2. Четырехволновое смешение в СУ5х5с!_х ОБ-кристаллитах
5.3. Двухфотонное поглощение полупроводниковых микрокристаллов с размерным ОО-ограничением
5.4. Пикосекундная спектроскопия отражения пористого кремния
Глава У1. КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ ПИКОСЕКУНДНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ
6.1. Временная диагностика процесса плавления кремния
6.2. Генерация филаментарных и ячеистых структур поверхности

Ек =ЗП2кр/-т*, (т* = memh / {me + mh), h-kF- квазимпульс Ферми). Используя
расстояния между частицами при их концентрации N и радиусе экситона а0, величина кинетической энергии, выраженная в единицах экситонного ридберга ( е2 /2я0), может быть переписана в виде Ек = 2.21 ! г2 . Отсюда следует, что с ростом концентрации N вклад кинетической энергии возрастает пропорционально N2/
Традиционно, поправка к энергии основного состояния Её по степеням плотности ЭД-пар определяется величинами обменной Е&х и корреляционной Есог энергий. Эта поправка обусловлена двумя причинами - приципом Паули и взаимодействием между носителями. Согласно принципу Паули, волновая функция системы электронов 'y(rh
безразмерный параметр
который является единицей измерения