宽禁带半导体的瞬态非线性光学特性开题报告

 2022-02-24 19:41:13

1. 研究目的与意义

研究背景:

半导体科技是极其重要并且有影响的科技之一。为了实现高频、宽带宽、高效率以及大功率等器件的制备, 二十世纪末,第三代宽禁带(禁带宽度大于或等于2.3 ev)半导体材料开始有了重要 发展。它主要包括 iii 族氮化物、氧化锌(zno,室温下的禁带宽度为3.4 ev)、碳化硅(sic,4h-sic 室温下的禁带宽度为3.25 ev)等材料。宽禁带宽度、低介电常数、 高击穿场强、高电子饱和速度和高热导率使得第三代半导体,十分适合微波高功率、高频、高温、抗辐射和高密度集成的电子器件 的应用。

光学非线性指的是在强光下物质的响应不再正比于光场(即线性效应)。因此, 光学非线性描述的是强光与物质发生相互作用的规律,同时非线性光学也是非线性物理学的一个分支。在1960 年激光发明之后,研究者们陆陆续续地发现了许多非线性光学效应,有包括 二次谐波、和频、差频、光学参量、四波混频在内的被动非线性光学效应; 还有包括受激拉曼散射、自聚焦、自相位调制、反饱和吸收、双光子吸、光学克尔效应,光学双稳态在内的主动非线性光学效应。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:

熟悉半导体材料的进化史以及宽禁带半导体的基本结构和物理性质;

了解光学非线性效应以及宽禁带半导体光学非线性的研究发展;

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3. 研究的方法与步骤

研究方法:

利用非线性光学和半导体物理的一些基本理论和方法,结合高等数学和数学物理方法的知识进行推导,运用matlab软件编程,对问题进行运算和处理;学习如何用origin作简单的数据分析和数据处理,绘图表。

步骤:

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4. 参考文献

[1]fang y, wu x z, ye f, et al. dynamics of optical nonlinearitiesin gan[j]. journal of applied physics, 2013, 114(10): 103507.

[2]said a a, sheik-bahae m, hagan d j, et al. determination ofbound-electronic and free-carrier nonlinearities in znse, gaas, cdte, andznte[j]. josa b, 1992, 9(3): 405-414.

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5. 计划与进度安排

(1) 2022-11-27~2022-03-04

复习激光原理和半导体物理的知识;学习使用基本的matlab命令;学习如何用origin作简单的数据分析和数据处理;

(2) 2022-03-05~2022-03-18

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