飞秒激光作用下单晶硅表面载流子的超快动力学研究

利用飞秒激光泵浦-探测技术研究单晶硅在不同脉冲能量作用下的瞬态反射率变化,进而分析单晶硅表面载流子的超快动力学过程。实验所用飞秒激光脉冲宽度为120 fs,泵浦光和探测光波长分别为400和800 nm。研究结果表明:飞秒激光作用后,单晶硅表面反射率变化迅速达到峰值,然后经历一个快弛豫过程和一个慢弛豫过程。快弛豫过程包括载流子-载流子散射和载流子-光学声子散射,慢弛豫过程包括载流子复合过程和扩散过程。利用双e指数模型对实验结果进行拟合,求出双e指数系数C及快弛豫时间τf。通过实验数据对比分析发现,泵浦光脉冲能量越大,快弛豫时间越长,所占的比例越大。