GaN材料中双光子激发的瞬态吸收光谱研究

TAS在650 nm的激发下兴奋（即双光子激发），以诱导低且均匀的过剩载流子浓度（<1017 cm^-3），从而消除了表面复合和载流子扩散效应。图S1显示了GaN样品的线性吸收光谱和Z-scan数据。提取得到的650 nm处的双光子吸收系数b为5.1 cm/GW。在NANOWIN上可以找到HVPE生长的GaN的PL光谱17，并且可以观察到最大值位于2.2 eV的YL带。在我们的GaN样品中，双光子激发下也观察到了明亮的YL带[见图S1(a)的插图]，暗示了CN缺陷的存在。 图1(a)展示了02Ge样品的TAS。在激发后，TA信号随着探测波长的增加而增加，并且没有观察到额外的吸收峰，这与自由载流子吸收（FCA）的特征相符26-28。因此，瞬态吸收（TA）可以被看作是导带（CB）和价带（VB）中电子和空穴的间接吸收。可以使用简单的kb色散来拟合DOD，但b值在时间延迟期间逐渐减小（在3 ps处为6，800 ps处为3，见图1(a)的虚线）。根据第一性原理计算和GaN中的FCA实验，通过空穴的声子辅助间接吸收在较长波长处增加，并且在1053 nm处占主导地位26,27。因此，850 nm的探测波长的TA动力学可以监测电子和空穴的动态，而1050 nm的探测波长可以完全监测瞬时空穴密度。图1(b)显示了在850 nm和1050 nm处探测的提取的TA动力学。