β-Zn-,3-BPO-,7-晶體的光譜特性.pdf

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(zhǎng)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(shí)域光譜技術(shù)是使用頻率介于遠(yuǎn)紅外和微波之間的相干電磁輻射脈沖作為探測(cè)源,利用電光取樣或光電導(dǎo)取樣的方法直接記錄THz輻射電場(chǎng)的振幅時(shí)間波形,通過(guò)傅里葉變換得到測(cè)量信號(hào)振幅和相位的光譜分布,進(jìn)而獲得材料在THz波段的復(fù)折射率,復(fù)介電常數(shù)及吸收等信息。用THz時(shí)域光譜技術(shù)對(duì)β-硼磷酸鋅晶體(β

2、-Zn3BPO7)晶體樣品進(jìn)行了測(cè)量。 實(shí)驗(yàn)樣品β-ZnaBPO7晶體的熔點(diǎn)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(cè)量出參考信號(hào)和透過(guò)樣品信號(hào)的時(shí)域脈沖波形,對(duì)參考信號(hào)和樣品信號(hào)的時(shí)域波形作傅立葉變換,得到相位和振幅頻譜。通過(guò)程序計(jì)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(shì)。同時(shí)還得出樣品在該波段范圍內(nèi)介電常數(shù)的實(shí)部和虛部,介電系數(shù)的變化相當(dāng)平穩(wěn)。對(duì)樣品的涉及的布里淵區(qū)內(nèi)光學(xué)聲子與吸收譜進(jìn)行討論,找出了樣品晶體THz波段的吸收光譜吸收峰與光學(xué)聲子之間的對(duì)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(jí),確定了樣品的第一布里淵區(qū)范圍光學(xué)聲子數(shù)目為105-106量級(jí)。計(jì)算了吸收峰的波矢和實(shí)驗(yàn)測(cè)量范圍內(nèi)的波矢。在THz光譜測(cè)量范圍可測(cè)到的光學(xué)聲子數(shù)目為102量級(jí)。 測(cè)量了樣品在紅外-可見-紫外波段(波長(zhǎng)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(jì)算出其它光學(xué)常數(shù)：折射率,介電