Extraordinary carrier multiplication gated by a picosecond electric field pulse.
Extraordinary carrier multiplication gated by a picosecond electric field pulse.
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非凡的载体乘数由皮秒电场脉冲门控。
DOI：
10.1038/ncomms1598
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发表时间：
2011-12-20
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
载流子倍增的研究已成为多体物理和材料科学的重要组成部分，因为载流子倍增直接影响非线性输运现象，并且在设计高效太阳能电池、电致发光发射器和高灵敏度光子探测器方面发挥着关键作用。在这里，我们表明，与直流偏压不同，太赫兹脉冲的 1-MVcm−1 电场可以产生大量电子空穴对，形成发射近红外光的激子。与载流子倍增相关的明亮发光表明，由强电场相干驱动的载流子可以有效地获得足够的动能来诱发一系列碰撞电离，从而可以在皮秒时间尺度上将载流子数量增加约三个数量级。研究材料中的载流子倍增对于理解它们的传输特性以及与光的相互作用非常重要。宏里等人。研究表明，强烈的太赫兹脉冲可以在砷化镓量子阱中产生电子空穴对，然后发射红外光，这与直流场的效果相反。
The study of carrier multiplication has become an essential part of many-body physics and materials science as this multiplication directly affects nonlinear transport phenomena, and has a key role in designing efficient solar cells and electroluminescent emitters and highly sensitive photon detectors. Here we show that a 1-MVcm−1 electric field of a terahertz pulse, unlike a DC bias, can generate a substantial number of electron–hole pairs, forming excitons that emit near-infrared luminescence. The bright luminescence associated with carrier multiplication suggests that carriers coherently driven by a strong electric field can efficiently gain enough kinetic energy to induce a series of impact ionizations that can increase the number of carriers by about three orders of magnitude on the picosecond time scale. Studying carrier multiplication in materials is important to understand their transport properties and interaction with light. Hirori et al. show that intense terahertz pulses can generate electron-hole pairs in GaAs quantum wells that then emit infrared light, contrary to the effect with a DC field.
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