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文檔簡介
1、THz波是指頻率在(0.1-10)THz范圍內(nèi)的電磁波,1THz=1012Hz。它在長波段與毫米波(亞毫米波)相重合,而在短波段與紅外線相重合。THz時域光譜技術(shù)是使用頻率介于遠紅外和微波之間的相干電磁輻射脈沖作為探測源,利用電光取樣或光電導取樣的方法直接記錄THz輻射電場的振幅時間波形,通過傅里葉變換得到測量信號振幅和相位的光譜分布,進而獲得材料在THz波段的復折射率,復介電常數(shù)及吸收等信息。用THz時域光譜技術(shù)對β-硼磷酸鋅晶體(β
2、-Zn3BPO7)晶體樣品進行了測量。 實驗樣品β-ZnaBPO7晶體的熔點為927℃,屬六方晶系,晶胞參數(shù)為a=0.8439±0.0003nm,c=1.3030±0.0003nm,Z=6。其空間群為P6m2或者P62m。測量出參考信號和透過樣品信號的時域脈沖波形,對參考信號和樣品信號的時域波形作傅立葉變換,得到相位和振幅頻譜。通過程序計算得到樣品在0.3-3.0THz之間的折射率、吸收系數(shù)和介電常數(shù)。得到了吸收系數(shù)在頻域上的吸
3、收譜,在1.396THz,2.200THz,2.476THz,2.674THz處分別有吸收峰。樣品在高頻端有吸收增大的趨勢。同時還得出樣品在該波段范圍內(nèi)介電常數(shù)的實部和虛部,介電系數(shù)的變化相當平穩(wěn)。對樣品的涉及的布里淵區(qū)內(nèi)光學聲子與吸收譜進行討論,找出了樣品晶體THz波段的吸收光譜吸收峰與光學聲子之間的對應(yīng)關(guān)系。 發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)峰位位置基本上都是在聲子的整數(shù)倍序數(shù)處,表現(xiàn)出了共振吸收的性質(zhì)。確定了樣品晶體的第一布里淵區(qū)邊界k值在109
4、數(shù)量級,確定了樣品的第一布里淵區(qū)范圍光學聲子數(shù)目為105-106量級。計算了吸收峰的波矢和實驗測量范圍內(nèi)的波矢。在THz光譜測量范圍可測到的光學聲子數(shù)目為102量級。 測量了樣品在紅外-可見-紫外波段(波長2000nm-200nm)透射譜和反射譜,根據(jù)透射譜和反射譜算出吸收系數(shù)。得出樣品的禁帶能隙Eg=3.198eV。只要知道反射光譜,根據(jù)克喇末-克朗尼格(Kramers-Kronig)關(guān)系,就可計算出其它光學常數(shù):折射率,介電
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