更强的飞秒激发导致硅中电子-声子耦合变慢
材料科学
2025-02-27 v1
摘要
半导体中的电子-空穴对对于太阳能电池和快速电子电路至关重要，但载流子输运与弛豫为热之间的竞争限制了效率和速度。在此，我们利用具有太赫兹脉冲压缩的超快电子衍射技术，测量了单晶硅中电子-声子衰变率随激光激发强度的变化。我们发现，对于更高的载流子密度，激发电子弛豫为声子的速度更慢。电子-声子散射率从约2×10^20 cm^{-3}处的400 fs非线性变化到约4×10^20 cm^{-3}处的1.2 ps。这些结果表明，高温电子气以温度依赖的方式抑制了向声子的散射。因此，硅的超快电子电路在较低载流子密度下应能工作得更快并提供更高的带宽。
引用
@article{arxiv.2502.19025,
title = {Stronger femtosecond excitation causes slower electron-phonon coupling in silicon},
author = {A. B. Swain and J. Kuttruff and J. Vorberger and P. Baum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.19025},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 3 figures