通过超快电子显微镜成像的砷化硼单晶中持续性热载流子扩散
材料科学
2022-06-28 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
立方砷化硼（BAs）因其高热导率而在微电子热管理中颇具前景。近来，其作为光电子材料的潜力也正被探索。然而，由于现有高质量晶体尺寸较小，测量其光载流子输运性质仍具挑战。在此，我们利用扫描超快电子显微镜（SUEM）直接可视化 BAs 单晶中光激发电荷载流子的扩散。令人惊讶的是，我们观测到低光通量下的双极性扩散及持续超过 200 皮秒的热载流子动力学，这可归因于声学声子与光学声子间的巨大频率间隙——正是该特征导致了高热导率。在较高光通量下，我们观测到自发的电子—空穴分离。我们的结果表明 BAs 是一种兼具高热导率与优异光载流子输运性质的有吸引力的光电子材料。我们的研究也展示了 SUEM 探测新兴材料中光载流子输运的能力。
引用
@article{arxiv.2206.12712,
title = {Persistent hot carrier diffusion in boron arsenide single crystals imaged by ultrafast electron microscopy},
author = {Usama Choudhry and Fengjiao Pan and Taeyong Kim and Ryan Gnabasik and Geethal Amila Gamage and Haoran Sun and Alex Ackerman and Zhifeng Ren and Bolin Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12712},
year = {2022}
}
备注
10 pages; 9 figures