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ZnO中的超快屏蔽与载流子动力学:理论与实验

材料科学 2015-05-20 v3 量子物理

摘要

当载流子密度高于莫特密度时,库仑屏蔽会破坏激子共振。这连同带隙重整化和能带填充,严重影响了光学光谱。我们通过超快泵浦-探测反射率测量,在ZnO单晶上围绕激子共振的不同波长和宽载流子密度范围内实验研究了这些效应。理论上,我们确定了ZnO在300 K时的莫特密度为1.5×10241.5\times10^{24} m3^{-3}。采用场论方法,我们推导并求解了贝特-萨佩特阶梯方程,并计算了密度相关的反射率和吸收光谱。我们开发了一个包含三光子吸收、载流子冷却和近表面载流子俘获的载流子动力学模型。基于我们模型的理论反射率与实验数据吻合得非常好。

关键词

引用

@article{arxiv.1012.3600,
  title  = {Ultrafast screening and carrier dynamics in ZnO: Theory and experiment},
  author = {Marijn A. M. Versteegh and Tim Kuis and H. T. C. Stoof and Jaap I. Dijkhuis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1012.3600},
  year   = {2015}
}

备注

44 pages, 18 figures. To appear in Physical Review B