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准二维范德瓦耳斯本征铁磁半导体CrGeTe_(3)的THz光谱

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物理学报 2022年第23期71卷 374-380页

作者：王晨夏威索鹏王伟林贤郭艳峰马国宏上海大学物理系上海200444 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210 上海科技大学-上海光机所超强超快联合实验室上海201210

准二维范德瓦耳斯本征铁磁半导体CrGeTe_(3)兼具窄的半导体带隙和铁磁性质,在自旋电子学和光电子学等领域具有广阔的应用前景,近年来受到国内外研究人员的广泛关注.本文利用傅里叶红外光谱得到CrGeTe_(3)间接带隙的大小,并采用超快太赫... 详细信息

准二维范德瓦耳斯本征铁磁半导体CrGeTe_(3)兼具窄的半导体带隙和铁磁性质,在自旋电子学和光电子学等领域具有广阔的应用前景,近年来受到国内外研究人员的广泛关注.本文利用傅里叶红外光谱得到CrGeTe_(3)间接带隙的大小,并采用超快太赫兹光谱(太赫兹时域光谱和光泵浦-太赫兹探测光谱)研究了准二维范德瓦耳斯本征铁磁半导体CrGeTe_(3)的相关性质.结果表明,准二维CrGeTe_(3)的间接带隙大小为0.38 eV;在1 THz附近的折射率约为3.2,吸收系数约为380 cm^(-1);780 nm激光泵浦后的光载流子符合双指数弛豫过程,存在快慢两个寿命,由电子-空穴对的复合主导,复光电导率的Drude-Smith模型拟合展示了微观系统的相关参量随时间的演化.本文主要展示了CrGeTe_(3)在太赫兹波段的光谱及其相关性质,对光电子学等领域的研究具有借鉴意义.

关键词：范德瓦耳斯铁磁半导体时间分辨光谱太赫兹光谱

超快太赫兹自旋电子学若干关键科学问题的思考

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自然杂志 2023年第4期45卷 308-316页

作者：马国宏上海大学理学院物理系上海200444

超快太赫兹自旋电子学研究的是太赫兹光子与磁振子的相互作用的科学问题,尤其是太赫兹光子与反铁磁磁振子间的相互作用的科学和技术问题。文章针对该领域的研究现状和面临的挑战,从自旋电子学太赫兹辐射源、太赫兹脉冲对反铁磁磁振子的... 详细信息

超快太赫兹自旋电子学研究的是太赫兹光子与磁振子的相互作用的科学问题,尤其是太赫兹光子与反铁磁磁振子间的相互作用的科学和技术问题。文章针对该领域的研究现状和面临的挑战,从自旋电子学太赫兹辐射源、太赫兹脉冲对反铁磁磁振子的激发及调控,以及太赫兹光子与磁振子的强耦合三个方面进行综述与思考,希望能对超快太赫兹自旋电子学的研究起到抛砖引玉的作用。

关键词：太赫兹波磁振子反铁磁磁振子-极化子

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超快太赫兹自旋光电子学研究进展（特邀）

光子学报 2022年第7期 241-258页

作者：金钻明郭颖钰季秉煜李章顺马国宏曹世勋彭滟朱亦鸣庄松林上海理工大学太赫兹技术创新研究院上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程中心太赫兹光谱与影像技术协同创新中心上海大学理学院物理系

太赫兹科学技术在光谱、成像、传感、生物医药、安全检测等方面展现出了巨大的应用潜力和价值。基于新材料和新机理，研发高效、超宽带和低成本的太赫兹光子学器件是太赫兹科学技术的重要挑战。近年来的研究表明，太赫兹光子学和超快自... 详细信息

太赫兹科学技术在光谱、成像、传感、生物医药、安全检测等方面展现出了巨大的应用潜力和价值。基于新材料和新机理，研发高效、超宽带和低成本的太赫兹光子学器件是太赫兹科学技术的重要挑战。近年来的研究表明，太赫兹光子学和超快自旋电子学深度交叉，获得了很大的关注。本文对超快太赫兹自旋光电子学所研究的物理机理和器件设计应用进行讨论。在物理机理研究方面，阐明了太赫兹脉冲为研究超快自旋电子学提供强大工具，实现了太赫兹驱动自旋波，探测自旋输运和超快磁测量。在器件设计与应用方面，介绍了基于自旋的新型太赫兹光子学器件，包括自旋太赫兹辐射源的优化方法，自旋太赫兹调制器的工作原理，自旋太赫兹探测器的设计方案。超快太赫兹自旋光电子学不仅有助于人们理解宏观自旋电子学现象背后的微观物理机制，而且有望实现高效的太赫兹光子学器件和光谱学应用。

关键词：太赫兹自旋电子学超快光谱太赫兹产生和调控

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超快太赫兹自旋光电子学研究进展

光子学报 2022年

太赫兹科学技术在光谱、成像、传感、生物医药、安全检测等方面展现出了巨大的应用潜力和价值。基于新材料和新机理，研发高效、超宽带和低成本的太赫兹光子学器件是太赫兹科学技术的重要挑战。近年来的研究表明，太赫兹光子学和超快自...

关键词：

掺杂CdS超微粒的ZrO_2薄膜的光学性质

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光学学报 2002年第6期22卷 688-691页

作者：李丹马国宏黄为民钱士雄复旦大学物理系上海200433 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

研究了用溶胶凝胶方法制备的CdS超微粒 ZrO2 薄膜的发光特性 ,测量了不同退火温度处理的样品的荧光光谱、荧光激发光谱和荧光衰减曲线的变化 ,通过荧光衰减曲线研究了 14 0 ps左右的CdS的带间跃迁发射和较慢的表面态发射。还测量了这种... 详细信息

研究了用溶胶凝胶方法制备的CdS超微粒 ZrO2 薄膜的发光特性 ,测量了不同退火温度处理的样品的荧光光谱、荧光激发光谱和荧光衰减曲线的变化 ,通过荧光衰减曲线研究了 14 0 ps左右的CdS的带间跃迁发射和较慢的表面态发射。还测量了这种掺有CdS超微粒的ZrO2 薄膜的飞秒光克尔效应 ,得到三阶非线性光学极化率为4 4× 10 - 1 1 esu和大约 10 0fs的响应时间。结果表明 ,这类材料具有较大的光学非线性和快速的响应时间。

关键词： ZrO2薄膜光学性质 CdS纳米晶体荧光飞秒光克尔效应溶胶-凝胶法硫化镉氧化锆薄膜

Cd_(0.96)Zn_(0.04)Te光致载流子动力学特性的太赫兹光谱研究

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物理学报 2023年第3期72卷 225-234页

作者：李高芳廖宇奥崔昊杨黄晨光王晨马国宏周炜黄志明褚君浩上海电力大学电子与信息工程学院上海200090 上海大学物理系上海200444 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

采用光抽运-太赫兹探测技术研究Cd_(0.96)Zn_(0.04)Te的载流子弛豫和瞬:态电导率特性.在中心波长800 nm的飞秒抽运光激发下,Cd_(0.96)Zn_(0.04)Te的载流子弛豫过程用单指数函数进行了拟合,其载流子弛豫时间长达几个纳秒,且在一定光激发... 详细信息

采用光抽运-太赫兹探测技术研究Cd_(0.96)Zn_(0.04)Te的载流子弛豫和瞬:态电导率特性.在中心波长800 nm的飞秒抽运光激发下,Cd_(0.96)Zn_(0.04)Te的载流子弛豫过程用单指数函数进行了拟合,其载流子弛豫时间长达几个纳秒,且在一定光激发载流子浓度范围内随光激发载流子浓度的增大而减小,这与电子-空穴对的辐射复合有关.在低.光激发载流子浓度(4.51×10^(16)—1.81×10^(17)cm^(-3))下,Cd_(0.96)Zn_(0.04)Te的太赫兹(terahertz,THz)瞬态透射变化率不随光激发载流子浓度增大而变化,主要是由于陷阱填充效应造成的载流子损失与光激发新增的载流子数量近似.随着光激发载流子浓度继续增大(1.81×10^(17)—1.44×10^(18)cm^(-3)),THz瞬态透射变化率随光激发载流子浓度的增大而线性增大,是由于缺陷逐渐被填满,陷阱填充效应造成的载流子损失与光激发新增的载流子数量相比可忽略不计.在光激发载流子浓度为1.44×10^(18)—2.17×10^(18)cm^(-3)时,Cd_(0.96)Zn_(0.04)Te对800 nm抽运光的吸收达到饱和,THz瞬态透射变化率不再随光激发载流子浓度增大而变化.不同光激发载流子浓度下Cd_(0.96)Zn_(0.04)Te在THz波段的瞬态电导率用Drude-Smith模型进行了很好的拟合.此研究为碲锌镉探测器的设计和制备提供重要数据支撑和理论依据.

关键词：光抽运-太赫兹探测技术载流子动力学瞬态电导率碲锌镉

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二维材料的非线性光学性质

中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第8期53卷 41-74页

作者：杨运起闫垒龚子瑶何勤勇马国宏张赛锋上海大学理学院物理系上海200444

二维材料由于其独特的结构与物理性质具有广阔的应用潜力,在光子学、光电子学、电子学等许多方面已经取得了很大的进展.最近,大数据、光网络、微型光开关等方面的应用需求直接或间接促进了二维材料非线性光学性质方面的研究工作.本文综... 详细信息

二维材料由于其独特的结构与物理性质具有广阔的应用潜力,在光子学、光电子学、电子学等许多方面已经取得了很大的进展.最近,大数据、光网络、微型光开关等方面的应用需求直接或间接促进了二维材料非线性光学性质方面的研究工作.本文综述了二维材料(包括单层、少层和悬浮液等)的非线性光学性质研究进展:首先简单介绍了几种常见的二维材料(石墨烯、过渡金属硫族化合物、黑磷等)和非线性光学的基本理论,然后主要介绍了二维材料在不同非线性效应(参量过程包括二次谐波、三次谐波和四波混频等,非参量过程包括饱和吸收、双/多光子吸收和非线性折射等)中的发展现状,并在相应部分对这些微纳材料在非线性光学领域的应用前景和未来可能的研究方向进行了展望.

关键词：二维材料非线性光学参量过程非参量过程

抽运-探测反射技术研究本征CdTe的载流子动力学

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光学学报 2009年第8期29卷 2343-2346页

作者：金钻明马红李栋马国宏上海大学理学院物理系上海200444

采用抽运-探测反射技术,研究了室温下本征CdTe晶体的光致非平衡载流子布局与光子能量和抽运光强的关系。根据实验结果,发现随着抽运光光子能量的提高,快过程在载流子弛豫过程中所占的比例增大;随着抽运光功率的提高,反射率随之增大,快... 详细信息

采用抽运-探测反射技术,研究了室温下本征CdTe晶体的光致非平衡载流子布局与光子能量和抽运光强的关系。根据实验结果,发现随着抽运光光子能量的提高,快过程在载流子弛豫过程中所占的比例增大;随着抽运光功率的提高,反射率随之增大,快过程时间常数也随之增大。通过建立简单的本征半导体受激载流子弛豫过程模型,讨论了载流子散射、载流子-声子相互作用和载流子复合等的贡献。在抽运光光子能量为1.49 eV(比CdTe的禁带宽度约高20 meV)时,通过双指数函数拟合,得到了本征CdTe中载流子弛豫过程的快、慢时间常数,分别为2.8 ps和158.3 ps。

关键词：超快光学载流子动力学抽运-探测技术本征CdTe

CdZnTe光致载流子动力学特性的太赫兹光谱研究

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物理学报 2022年

作者：李高芳廖宇奥崔昊杨黄晨光王晨马国宏周炜黄志明褚君浩上海电力大学电子与信息工程学院上海大学物理系中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室

本文采用光抽运-太赫兹探测技术研究CdZnTe的载流子弛豫和瞬态电导率特性。在中心波长800 nm的飞秒抽运光激发下，CdZnTe的载流子弛豫过程用单指数函数进行了拟合，其载流子弛豫时间长达几个纳秒，且在一定光激发载流子浓度范围内随光... 详细信息

本文采用光抽运-太赫兹探测技术研究CdZnTe的载流子弛豫和瞬态电导率特性。在中心波长800 nm的飞秒抽运光激发下，CdZnTe的载流子弛豫过程用单指数函数进行了拟合，其载流子弛豫时间长达几个纳秒，且在一定光激发载流子浓度范围内随光激发载流子浓度增加而减小，这与电子-空穴对的辐射复合有关。在低光激发载流子浓度 (4.51×10-1.81×10cm)下，CdZnTe的太赫兹(terahertz， THz)瞬态透射变化率不随光激发载流子浓度增加而变化，主要是由于陷阱填充效应造成的载流子损失与光激发新增的载流子数量近似。随着光激发载流子浓度继续增加(1.81×10-1.44×10cm)，THz瞬态透射变化率随光激发载流子浓度的增加而线性增大，是由于缺陷逐渐被填满，陷阱填充效应造成的载流子损失与光激发新增的载流子数量相比可忽略不计。在光激发载流子浓度为1.44×10-2.17×10cm时，CdZnTe对800 nm抽运光的吸收达到饱和，THz瞬态透射变化率不再随光激发载流子浓度增加而变化。不同光激发载流子浓度下CdZnTe在THz波段的瞬态电导率用Drude-Smith模型进行了很好的拟合。此研究为碲锌镉探测器的设计和制备提供重要数据支撑和理论依据。

关键词：光抽运-太赫兹探测技术载流子动力学瞬态电导率碲锌镉