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研究生:黃于誠
研究生(外文):Yu-Cheng Hwang
論文名稱:碲化鎘/硒化鎘第二型量子點之超快載子動力學研究
論文名稱(外文):Ultrafast carrier dynamics in CdTe/CdSe type-II quantum dots
指導教授:蔡宗儒蔡宗儒引用關係
指導教授(外文):Tsong-Ru Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:光電科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:44
中文關鍵詞:量子點超快載子動力學碲化鎘/硒化鎘激發探測
外文關鍵詞:quantum dotspump probeultrafastCdTe/CdSe
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我們以時解析光學激發-探測穿透式系統,研究CdTe/CdSe第二型量子點的載子動力學。我們選擇了波長790nm以及710nm並利用改變雷射功率來產生不同的載子濃度來觀察熱載子能量鬆弛率與熱載子濃度的關係,本實驗所得到之結果,在790nm為激發載子皆屬於間接的躍遷,在710nm載子則屬直接的躍遷。在波長790nm時快分量鬆弛率與激發功率之關係,約呈0.5次方的關係,此時熱載子鬆弛的過程中受到能帶彎曲之影響佔了很大的因素,慢分量鬆弛率則受到界面缺陷補抓所支配,實驗數據擬合出的界面缺陷補抓時間約為258ps,缺陷補抓率為3.87×10^9(1/s)。在波長710nm則快分量鬆弛率與激發功率呈線性一次方之關係,熱載子釋放能量機制則以歐傑型式的散射為主,在慢分量鬆弛率與激發功率之關係,在本實驗所得到結果近似常數,歸咎於界面缺陷層造成,實驗數據擬合出的界面缺陷補抓時間約為258ps,缺陷補抓率為3.87×10^9(1/s)。
We use femtosecond time-resolved pump and probe transmission measurement to investigate the carrier dynamics in CdTe/CdSe type-II quantum dots. We investigate different energy relaxation rate by using the power-dependent and wavelength-dependent. The overall kinetic process present with biexponential decay. The fast relaxation rate and excited power were at 0.5ratio of 790nm. These results were similar to what was predicted theoretically in band bending effect. The authors observed that the fast carrier relaxation rate and excited power are in direct ratio to one another at 710nm. Thus, it was predicted that Auger processes Coulomb scattering is a crucial element in the hot carrier relaxation process. The overall slow relaxation times were closed to constant values which we attribute to carriers was trapped in the interface defect states. The interface defect capture process was completed in 262ps and 258ps respectively; while the interface defect trap rate was completed in 3.81×10^9 (1/s) and 3.87×10^9 (1/s).
致謝...................................................Ⅰ
中文摘要.............................................Ⅱ
英文摘要.........................................Ⅲ
目錄.............................................Ⅳ
圖目錄..................................................Ⅵ
表目錄...............................................VIII
第一章 簡介...............................................1
第二章 理論......................................3
2.1 載子鬆弛過程.....................................3
(1)同調(Coherent)時期...................................3
(2)非熱(Nonthermal)時期.....................................3
(3)熱載子(Hot-carrier)時期..........................4
(4)等溫(Isothermal)時期...........................4
2.2 載子半導體光學效應........................................4
2.2.1 能帶填充(Bandfilling)效應..................................5
2.2.2 能隙縮減(Bandgap renormalization)效應............5
2.2.3 自由載子吸收(Free carrier absorption)效應...........7
2.3 量子點光學效應..................................8
2.3.1 量子侷限效應(Quantum confinement effect)...........8
2.3.2 能帶彎曲(Band bending)效應......................9
2.3.3 聲子瓶頸效應(phonon bottleneck effect).............10
2.4 量子點鬆弛過程..................11
2.4.1 多重聲子過程(Multiphonon processes)................11
2.4.2 歐傑形式過程(Auger-type processed)..................12
第三章 樣品介紹..................................18
第四章 實驗原理及系統架構....................................20
4.1 激發探測實驗原理...................................20
4.2 實驗之系統架構....................................21
4.3雷射系統................................22
4.4 自相關干涉儀.............22
第五章 載子鬆弛時間擬合................28
第六章 結果與討論........................................30
6.1 波長790nm對碲化鎘/硒化鎘量子點的影響.....................30
6.2 波長710nm對碲化鎘/硒化鎘量子點的影響.................32
第六章 結果與討論............42
參考文獻........................................43

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