Взаимодействие мощного электромагнитного излучения с неравновесными носителями в германии при низких температурах

• Автор: Соколов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 c. : ил

ГЛАВА I. Современное состояние исследований конденсации

экситонов в германии

§ I. Электронно-дырочная жидкость в германии

§ 2. Взаимодействие ЭДК с электромагнитным излучением

1. Взаимодействие системы СН-СЭ-ЭДК с электромагнитными волнами СВЧ

2. Взаимодействие ЭДК с субмиллиметровыми волнами

3. Размерный резонанс

4. Взаимодействие с излучением ЙК диапазона

§ 3. Электрон-фононное взаимодействие.Фононный ветер

ВЫВОДЫ

ГЛАВА 2. Методика и экспериментальные установки

§ I. Общие требования к методике экспериментов
§ 2. Установка для измерения СВЧ проводимости
1. Установка для измерения проводимости на частоте
10 МГц
2. Установка для измерения проводимости на частоте
1190 МГц
3. Установка для измерения проводимости на частоте
10 ООО МГц
§ 3. Установка для исследования взаимодействия излучения
с длиной волны 10,6 мкм с электронно-дырочными каплями в £е
швода
ГЛАВА 3 .Исследование проводимости электронно-дырочных капель,
§ 1. Проводимость на частоте 10 МГц
§ 2. Проводимость на частоте 10 ГГц

§ 3. Оценка проводимости о(- ЭДК в£г6
§ 4. Разогрев ЭДК СВЧ излучением

ГЛАВА 4. Исследование взаимодействия мощного излучения с длиной
волны 'А = Ю,6 мкм с электронно-дырочными каплями
§ I. Поглощение излучения с ,6 мкм носителями тока
в электронно-дырочных каплях в германии
§ 2. Взаимодействие ЭДК вйе с мощным импульсным излучением С02 лазера
1. Зависимость люминесценции 0(- ЭДК от интенсивности
СО2 лазера
2. Зависимость подавления люминесценции (X- ЭДК от интенсивности накачки и времени задержки разрушающего импульса СО2 лазера относительно импульса'уЖлазера
3. Изменения спектра люминесценции (X- ЭДК при воздействии импульсного излучения СО2 лазера
4. Воздействие импульсного излучения СО2 лазера на
у - ЭД{ вб-е
А. Исследования люминесценции
Б. Исследования СВЧ проводимости
§ 3. Модель взаимодействия мощного импульсного излучения с А = 10,6 мкм-с ЭДК в*. Сопоставление теории и эксперимента
1. Нагрев ЭДК излучением С02 лазера
2. Движение носителей под действием фононного ветра
3. Нагрев образца
4. Действие импульсного излучения на экситонный газ
ВЫВОДЫ
ЗАКЛШЕНЙЕ
ЛИТЕРАТУРА

В последние года большое внимание уделяется исследованию неравновесных процессов в полупроводниках при сильном лазерном возбуждении, главным образом, с точки зрения изучения коллективных эффектов в системе неравновесных носителей заряда. Одним из интереснейших проявлений коллективных взаимодействий является фазовый переход экситонов в подуметаллическую электронно-дырочную жидкость (ЭДЖ). Это явление, предсказанное Л.В.Келдышем /I/ и наблюдавшееся вначале в &е и б! , обнаружено теперь и в других полупроводниках /2-10/.
В германии при Т<^ 6,7 К в системе экситонов наблюдается разделение на фазы: плотную, с концентрацией 71о = Э.Ю^см3 - электронно-дырочные капли (ЭДК) и разреженную - газ свободных экситонов (СЭ). В газовом облаке кроме экситонов имеется значительное количество свободных электронов и дырок, которые находятся в ква-зитермодинамическом равновесии с экситонами и каплями. ЭДК в 6-0 имеют размеры X * 15 мкм и конечное время жизни С0^40 мкс; в неоднородно деформированном (хб можно получить капли размером до I мм с временем жизни до I мс.
Основные свойства ЭДЖ и метода их исследования подробно описаны в I главе диссертации. К началу работы над диссертацией не были однозначно определены многие важные электрические и оптические свойства ЭДК, в частности, не был решен вопрос о проводимости ЭДК, который является ключевым для всей проблемы конденсации экситонов (КЭ). Не было данных о поглощении излучения с дайной волны 10,6 мкм носителями в ЭДК, Кроме того, представляло интерес исследовать процессы нагрева системы электромагнитным излучением, изучить процессы релаксации энергии, взаимодействие носителей с неравновесными фононами, генерируемыми при остывании горячих носителей и т.п.

ВЧ КОНТУР Т = 1,3 -4,2 К 10 МГц

<ш>
Рис. 4. Схема ориентации образца в переменном Н
и постоянном Н0 магнитных полях. ВЧ контур.