辐照方法制备太赫兹发射晶体
获取具有尽可能短的载流子寿命、高的载流子迁移率和介质耐击穿强度的光电导晶体材料是提升光电导天线太赫兹脉冲发射能力的关键所在。目前关于如何改善太赫兹器件发射能力的研究报到还很少，离子辐照的方法改善太赫兹发射器件发射能力的研究在最近几年受到了越来越多的重视。论文利用离子辐照的方法对宽禁带半导体材料进行表面改性，通过选取合适的辐照条件得到了性能明显改善的太赫兹发射晶体，这可以为进一步提高光电导天线的太赫兹发射性能提供一些借鉴。
论文首先从半导体内载流子的运动性质，以及离子与物质的相互作用情况出发，探讨了离子辐照方法提升半导体光电导性质的物理基础。
通过尝试利用2MeV的He+离子辐照的方法对因加载过高电压而导致击穿的太赫兹光导天线进行修复，证明了离子辐照在晶体内部产生的多种缺陷结构对光导天线的太赫兹发射光谱可以产生明显的改善作用。
进一步利用能量为80keV，剂量分别为1016 ions/cm2、1014 ions/cm2和1013ions/cm2的H+、C+、As+三种离子辐照半绝缘砷化镓(SI-GaAs)晶体，并以之为基体制作出太赫兹光电导天线。它相对于未辐照样品表现出了更差的太赫兹发射性能。这说明辐照层太浅以及辐照剂量过大时，并不能有效提高光电导晶体的太赫兹发射能力。该研究表明利用辐照技术提高光电导晶体的太赫兹发射能力时，选取必要的辐照层厚度和控制辐照剂量是必要的。
通过利用1.5 MeV He+离子辐照SI-GaAs，并比较了不同剂量辐照后的晶体的性能，制作出了太赫兹脉冲发射性能优良的光电导天线。基于辐照样品的光电导天线，其信号强度远高于未辐照SI-GaAs做基体制备的光电导天线。该种光电导天线可以具有0.1-2.7THz左右的频谱宽度，拥有比LT-GaAs晶体为基体的光电导天线更强的信号强度、略宽的频谱宽度和与之相当的信噪比。
- 作者：
- 杨康
- 学位授予单位：
- 中国科学院上海应用物理研究所
- 专业名称：
- 粒子物理与原子核物理
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2009年
- 导师姓名：
- 朱智勇
- 中图分类号：
- TN204
- 关键词：
- 光电导晶；体离子辐照；太赫兹源；砷化镓；发射性能
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