碲镉汞材料光学激活深能级上载流子弛豫时间的检测方法

摘要

本发明公开了一种用脉冲激光泵浦-探测实验检测碲镉汞薄膜材料光学激活深能级上载流子弛豫时间的方法。在对碲镉汞薄膜材料的脉冲激光泵浦-探测实验中，由泵浦光脉冲激发的光生载流子首先被深能级俘获，之后通过复合逐渐恢复到平衡态。在此过程中深能级上部分载流子会被探测光脉冲重新激发进入导带，导致探测光子被大量吸收，使探测光透射强度小于不加泵浦光时的透射强度，造成在相对透射强度的延时变化曲线中出现一个数值为负的吸收谷。这种负的相对透射率随时间逐渐恢复到接近于零的平衡态时的情形，其恢复的时间过程反映出深能级上载流子浓度的变化，体现出深能级上非平衡载流子的弛豫时间。通过理论拟合能够提取出该弛豫时间的数值。

主权项

一种用脉冲激光泵浦-探测实验检测碲镉汞材料光学激活深能级上载流子弛豫时间的方法，其特征在于包括以下具体步骤：A.调节光路准直，使泵浦光和探测光光斑相重合并且泵浦光斑尺寸大于探测光斑；B.放置KTP晶体在待测样品的位置，通过观察泵浦光与探测光同时透过KTP晶体之后的现象来确定泵浦光与探测光之间延迟时间为零时延迟线的位置，用波长为1064nm的激光作为泵浦光和探测光，调节延迟线位置，当在KTP晶体的后部观察到绿光的出现并且强度最大时，延迟线的位置即为泵浦光与探测光之间延迟时间为零的位置；C.将待测样品替换为碲镉汞薄膜样品。阻挡住泵浦光，将延迟线位置在延迟时间零点附近进行扫描，用探测器1测量探测光脉冲透过样品之后的强度，得到一组在无泵浦光照射下的探测光透射强度随着延迟线位置变化的数据T0；D.解除对泵浦光的阻挡，将延迟线以与步骤C扫描位置完全相同的设置进行扫描，用探测器1测量探测光脉冲透过样品之后的强度，得到一组在有泵浦光照射下的探测光透射强度随着延迟线位置变化的数据T；E.通过光速计算延迟线位置的变化，将位置变化量也就是光程的变化量转化成相对于位置零点的延迟时间，绘出(T-T0)/T0随延迟时间的变化关系曲线；F.对所得到的(T-T0)/T0随延迟时间变化曲线进行计算机模拟，得到(T-T0)/T0数值由最小值逐渐增加到接近于零的整个过程的时间常数，其数值即对应于深能级上非平衡载流子的弛豫时间。