Enhanced Magneto-Optical Kerr Effect of GaAs-Based P-N Junctions in the Terahertz Range
Enhanced Magneto-Optical Kerr Effect of GaAs-Based P-N Junctions in the Terahertz Range
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太赫兹范围内 GaAs 基 P-N 结的增强磁光克尔效应
DOI：
10.1007/s10762-021-00779-6
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Akiyama Hidefumi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Miyagawa Keita;Nagai Masaya;Ashida Masaaki;Kim Changsu;Akiyama Hidefumi
我们证明了在太赫兹(THz)频率范围内垂直入射时的磁光克尔效应对于评估结的特定层的载流子输运特性是有用的。由于单粒子型薄膜只表现出较小的磁光克尔效应，磁光克尔光谱不能用来高灵敏度地测定这种薄膜的载流子密度。然而，由于在高掺杂衬底上反射的太赫兹波与表面上的P层之间的干涉，使得结中P层的电场增强，因此有可能进行更高灵敏度的磁光克尔光谱。我们数值计算和实验测定了单晶和p-GaAs外延层以及AP-I结构的GaAs基光伏器件的椭圆度和偏振旋转角的光谱，并估算了它们的载流子密度。在垂直入射情况下，该方法具有较高的空间分辨率，有利于大面积器件的成像。
We demonstrate that the magneto-optical Kerr effect at normal incidence in the terahertz (THz) frequency range is useful for evaluating carrier transport properties of particular layers of ap-njunction. Since a singlep-type thin film only exhibits a small magneto-optical Kerr effect, magneto-optical Kerr spectroscopy cannot be used to determine the carrier densities of such a film with high sensitivity. However, because the electric field is enhanced at thep-layer in ap-njunction due to the interference between the THz waves that are reflected at the highly doped substrate and thep-layer at the surface, it is possible to conduct magneto-optical Kerr spectroscopy with a higher sensitivity. We numerically calculate and experimentally determine the spectra of the ellipticity and polarization rotation angles for singlen- andp-GaAs epitaxial layers and GaAs-based photovoltaic devices with ap-i-nstructure and evaluate the carrier densities of then- andp-layers. At normal incidence, this method has a high spatial resolution, which is beneficial for imaging of large-area devices.
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