研究目的
利用超短激光产生的Cu Kα X射线研究InSb中光致热应变的时序演化。
研究成果
该研究成功绘制了激光激发后InSb(111)面热应变的时序演化图,显示约20皮秒时达到最大应变值,并在约1.5纳秒时完全恢复。实验结果与模拟数据高度吻合,为基于InSb器件的研发提供了重要参考依据。
研究不足
该研究的灵敏度受限于衍射X射线谱线的宽度,且由于采用了泵浦激光光束剖面均匀性等近似假设,模拟结果与实验数据未能完全吻合。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用钛宝石激光系统产生铜Kα X射线,用于对InSb(111)样品进行时间分辨X射线衍射(TXRD)研究。该方法涉及优化激光参数以实现最大Kα X射线产额和最小轫致辐射噪声。
2:样品选择与数据来源:
选用InSb(111)晶体作为样品,因其具有窄带隙特性且适用于高速低噪声器件。
3:实验设备与材料清单:
钛宝石激光系统、铜丝靶材、碲镉汞探测器、X射线CCD相机以及用于分光和聚焦的各种光学元件。
4:实验步骤与操作流程:
将激光分为泵浦光束和探测光束;泵浦光激发样品,探测光(铜Kα X射线)用于研究样品在不同延迟时间下的响应。记录衍射图样以分析晶格动力学。
5:数据分析方法:
根据衍射峰位移计算样品应变,并将结果与基于电子和晶格动力学数值模型的模拟结果进行比较。
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Ti:sapphire laser system
Generation of ultrashort laser pulses for excitation and probing.
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Cu wire target
300 μm diameter
Generation of Cu Kα x-rays for probing.
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CdTe detector
Measurement of x-ray photon flux.
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x-ray CCD camera
Recording of diffraction patterns.
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