ZnO外延层中施主束缚激子的瞬态光子回波

利用具有皮秒时间分辨的瞬态四波混频光谱，研究了140~nm和65~nm厚ZnO外延层的相干光学响应。中性施主束缚激子的共振激发产生双脉冲和三脉冲光子回波。对于1.8~K温度下的施主束缚A激子(D$^0$X$_\text{A}$)，我们评估了光学相干时间$T_2=33-50$~ps，对应于$13-19~\mu$eV的均匀线宽，比光学跃迁的非均匀展宽小约两个数量级。相干动力学主要由布居衰减时间$T_1=30-40$~ps决定，而在所研究的高质量样品中，即使对于强光学激发，纯退相干也可以忽略。温度升高由于与声学声子的相互作用导致$T_2$显著缩短。相反，施主束缚B激子(D$^0$X$_\text{B}$)的相干损失显著更快($T_2=3.6$~ps)，并由纯退相干过程主导。