Carrier emission of n-type gallium nitride illuminated by femtosecond laser pulses
Carrier emission of n-type gallium nitride illuminated by femtosecond laser pulses
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飞秒激光脉冲照射 n 型氮化镓的载流子发射
DOI：
10.1063/1.4972271
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发表时间：
2016-11
影响因子：
3.2
通讯作者：
Jie Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Runze Li;Pengfei Zhu;Jie Chen;Jianming Cao;Peter M. Rentzepis;Jie Zhang
发光二极管的载流子发射效率对于许多技术应用至关重要，包括 GaN 和其他半导体光电阴极的性能。我们测量了 n 型 GaN 单晶飞秒激光激发后发射载流子的演变以及相关的瞬态电场。使用亚皮秒、超短电子脉冲研究这些过程，并通过“三层”分析模型进行解释。我们发现，对于 1011 W/cm2 量级的泵浦激光强度，从晶体表面逃逸的电子的电荷为 ∼2.7 pC，速度为 ∼1.8 μm/ps。相关的瞬态电场以皮秒到纳秒的间隔演变。这些结果为半导体光电阴极的光电发射特性提供了动态视角。
The carrier emission efficiency of light emitting diodes is of fundamental importance for many technological applications, including the performance of GaN and other semiconductor photocathodes. We have measured the evolution of the emitted carriers and the associated transient electric field after femtosecond laser excitation of n-type GaN single crystals. These processes were studied using sub-picosecond, ultrashort, electron pulses and explained by means of a “three-layer” analytical model. We find that for pump laser intensities on the order of 1011 W/cm2, the electrons that escaped from the crystal surface have a charge of ∼2.7 pC and a velocity of ∼1.8 μm/ps. The associated transient electrical field evolves at intervals ranging from picoseconds to nanoseconds. These results provide a dynamic perspective on the photoemission properties of semiconductor photocathodes.
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