近红外活性非化学计量半导体等离子体Cu_2–xS纳米晶中的超快等离子体动力学与空穴-声子耦合

摘要： 通过改变铜硫比例并采用热注入法合成了非化学计量比Cu2?xS纳米晶（NCs）。光学研究表明，掺杂半导体中p型空穴缺陷引发了从近红外到中红外的明确局域表面等离子体共振（LSPR）吸收带。根据德鲁德模型计算得出，Cu2?xS纳米晶的载流子浓度约为1021 cm?3量级，较金属（金/银）体系低一个数量级。为探究其超快等离子体动力学特性，采用飞秒宽带（可见光-近红外）泵浦-探测光谱技术，通过调控组分（铜硫比例）、泵浦波长及激光强度监测了Cu2?xS纳米晶的超快等离子体动力学过程。在中等泵浦功率下，根据泵浦波长（400/800 nm）不同，观测到Cu2?xS纳米晶的空穴-声子弛豫时间常数介于240-440飞秒范围?；诔焖蔡?，测得不同激发波长下Cu2?xS纳米晶的空穴-声子耦合常数（G）为(1.6-2.7)×1010 J K?1 s?1 cm?3量级，同样较金属体系低一个数量级。我们根据文献报道的等离子体动力学双温模型（TTL），提出了新的热载流子弛豫动力学机制模型。