Measurements of the Carrier Dynamics and Terahertz Response of Oriented Germanium Nanowires using Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy
我们利用超快光泵太赫兹探测光谱测量了取向锗纳米线的太赫兹响应。我们目前的太赫兹响应的时间，频率和偏振依赖性的结果。我们的研究结果表明，带内能量弛豫时间的光激发载流子在1.5-2.0 ps的范围内，载流子密度相关的带间电子-空穴复合时间在75-125 ps的范围内，和载流子动量散射率在60-90 fs的范围内。此外，尽管纳米线的亚波长尺寸，纳米线的太赫兹响应是强烈的偏振依赖性。差分太赫兹传输被发现是大时，该领域是平行于纳米线偏振和非常小时，该领域是垂直于纳米线偏振。太赫兹响应的这种偏振依赖性可以用诱导的去偏振场和由此产生的表面等离子体频率的幅度来解释。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot carrier dynamics and electron-optical phonon coupling in photoexcited graphene via time-resolved ultrabroadband terahertz spectroscopy
电子-电子相互作用是量子场论中狄拉克费米子对数重整化的重要来源。在热载流子和声子动力学中起着重要作用的电子-光学声子耦合（EPC）的重整化在石墨烯发现后得到了广泛的讨论。基于Boltzmann输运方程和综合温度模型，利用时间分辨超宽带太赫兹（THz）光谱技术结合数值模拟，研究了热载流子动力学和EPC强度.在高泵浦能量密度下，THz电导谱出现了较大的负光电导和非Drude行为，这是由热载流子分布和散射率随时间的变化引起的。通过对THz电导率谱和瞬态THz反射率随时间演化的拟合，我们成功地估计了$A_1^{\prime}$光学声子模在$\mathbf{K}$点附近的无量纲EPC矩阵元为$λ_{\mathbf{K}} \approx$ 0. 09，比重整化群的预测值稍大.
2021-07-05 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy of the Carrier Relaxation and Recombination Dynamics in Epitaxial Graphene
利用光泵太赫兹探测光谱研究了外延石墨烯中光生电子和空穴的超快弛豫和复合动力学。石墨烯在太赫兹频率下的电导率取决于载流子浓度以及载流子能量分布。因此，时间分辨的电导率的研究可以用来探测与载流子带内弛豫和带间复合相关的动力学。我们首次报道了外延石墨烯中的电子-空穴复合时间。我们的研究结果表明，载流子冷却发生在亚皮秒的时间尺度和带间复合时间的载流子密度依赖。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Harmonic Generation in Graphene
我们发现，载流子在石墨烯传输表现出尖锐的共振在空间和时间调制散射的存在下。共振发生时，所施加的a-c场的周期对应于准弹道载流子在空间散射周期上漂移所花费的时间，只要后者短于载流子发射光学声子所花费的距离。我们表明，这样的系统可以实现与交指型栅极通电的交流偏压的石墨烯层。栅极分离和实现弹道输运的场将导致太赫兹范围内的谐振，产生以大Q因子为特征的高次谐波，其可随栅极间距调谐。
2014-11-26 cond-mat.mes-hall
Terahertz radiation from accelerating charge carriers in graphene under ultrafast photoexcitation
我们研究了直流电场作用下石墨烯中超快光激发载流子的加速产生太赫兹辐射。我们的模型是基于计算的瞬态电流密度从依赖于时间的分布函数，这是确定使用玻尔兹曼输运方程内的弛豫时间近似。我们包括与时间相关的产生的载流子的泵浦脉冲通过求解的载流子产生率使用布洛赫方程的旋转波近似（RWA）。线性偏振泵浦脉冲在$k_x-k_y$平面中产生光激发载流子的各向异性分布。玻尔兹曼方程中的碰撞积分包括通过载流子-载流子散射导致载流子的\textit{thermalization}到晶格温度以上的有效温度的项，以及通过非弹性载流子-声子散射导致能量弛豫的\textit{cooling}项。辐射信号与瞬态电流密度的时间导数成比例。尽管石墨烯中的所有载流子的速度的大小是相同的，但是由于光激发载流子在外部电场中的速度的\textit{direction}以及光激发载流子的速度的\textit{cooling}在亚皮秒时间尺度上的变化，仍然存在来自光激发载流子的具有THz范围内的频率分量的发射辐射。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall
Threshold of Terahertz Population Inversion and Negative Dynamic Conductivity in Graphene Under Pulse Photoexcitation
本文从理论上研究了太赫兹（THz）波段内本征石墨烯在近/中红外脉冲光激发下的粒子数反转和负动态电导率。当脉冲光子能量较低时，由于光激发载流子浓度与脉冲光子能量成反比以及较弱的载流子加热，粒子数反转和负动态电导率所需的阈值脉冲能量可以低几个数量级。我们还研究了动态电导率对动量弛豫时间的依赖关系。负动态电导率发生在高质量或低质量的石墨烯中，其中载流子在太赫兹频率下的Drude吸收很弱。
2012-10-29 cond-mat.mes-hall
Effect of Coulomb carrier drag and terahertz plasma instability in p+-p-i-n-n+ graphene tunneling transistor structures
我们评估了由于带间隧穿而在耗尽i区产生的弹道电子和空穴对门控n区和p区中的电子和空穴的库仑拖曳对p+-p-i-n-n+石墨烯隧穿晶体管结构（GTTS）的电流-电压特性和阻抗的影响。拖曳导致在门控n-和p-区中的电流放大以及放大的拖曳电流和注入的隧穿电流之间的正反馈。足够强的阻力可以导致GTTS阻抗的负实部，从而使得等离子体不稳定性和等离子体振荡在太赫兹（THz）频率范围内的自激发成为可能。这种效应可能用于产生太赫兹辐射。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall
Separating terahertz spin and charge contributions from ultrathin antiferromagnetic heterostructures
提出结合高外磁场与太赫兹偏振对称性分析的方法，成功分离Pt/NiO异质结构中太赫兹发射的自旋与电荷贡献，为太赫兹自旋电子学与轨道电子学发展提供通用实验手段。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall
Revealing Charge Carrier Dynamics and Transport in Te-Doped GaAsSb and GaAsSbN Nanowires by Correlating Ultrafast Terahertz Spectroscopy and Optoelectronic Characterization
III-V族半导体纳米线生长的最新进展为纳米级光电子器件的应用带来了巨大的希望。最近，发现在III-V族半导体纳米线中掺入少量的氮（N）可以有效地使其工作波长红移并针对特定应用定制其电子性质。然而，理解N掺入对非平衡载流子动力学和半导体NW中的输运的影响对于实现高效的半导体NW器件是至关重要的。在这项工作中，超快光泵太赫兹（THz）探测光谱（OPTP）和电气特性已被用来研究非平衡载流子动力学和平衡输运的Te掺杂的GaAsSb和稀氮化物GaAsSb纳米线，与这些结果与偏置下的光响应和低频噪声特性的目标。氮掺入GaAsSb纳米线导致载流子散射率的显着增加，导致载流子迁移率的严重降低。载流子复合寿命分别为33 ps和147 ps的GaAsSbN和GaAsSb纳米线，使用超快OPTP测量。载流子寿命和光致光学电导率的减少是由于N诱导缺陷的存在，导致稀氮化物纳米线相对于非氮化物纳米线的电学和光学特性的劣化。最后，我们观察到两种NW材料的上升时间非常快，约为2 ps，直接影响了它们作为高速光电探测器的潜在用途。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo study of carrier-light coupling in terahertz quantum cascade lasers
我们提出了一种自洽的方法，包括光学腔场的Monte Carlo为基础的载流子输运模拟。这种方法允许在量子级联激光器中的实际激射操作的分析，考虑到诸如增益饱和和纵模竞争的影响。对太赫兹量子级联激光器的模拟结果与实验结果一致。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
The effect of microscopic scattering on the nonlinear transmission of terahertz fields through monolayer graphene
本文利用载流子动力学的微观理论研究了室温下n掺杂单层石墨烯的非线性太赫兹响应。我们的紧束缚模型在长度规范中处理载流子-场相互作用，包括声子以及短程中性杂质散射，并充分考虑了Dirac点附近石墨烯的固有非线性响应。在微观上处理每个相互作用使我们能够将电流削波、声子产生和弹性杂质散射的贡献分开。虽然中性杂质散射和声子散射都是高度依赖于能量的，但我们发现它们对导带电子动力学的影响非常不同，并且它们可以一起帮助解释有关场依赖的太赫兹通过石墨烯传输的实验结果。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall
Transient terahertz spectroscopy of excitons and unbound carriers in quasi two-dimensional electron-hole gases
我们报告了一个全面的实验研究和详细的模型分析的太赫兹介电响应和密度动力学的激子和未结合的电子-空穴对在GaAs量子阱。以绝对单位给出了1 s与高能激子和连续谱能级之间激子内跃迁的复值太赫兹介电函数的简洁表达式。它密切地描述了共振产生的激子的太赫兹光谱。激子电离和形成进一步探讨，太赫兹响应表现出激子内和德鲁德功能。利用一个两个组件的介电函数，我们得到的基础激子和非束缚对密度。在电离状态下，发现与Saha热力学平衡，这提供了实验验证的两个组件的分析和密度标度极好的协议。在激子形成过程中，反过来，对动力学定量描述的Saha平衡，下面的载流子冷却动力学。此外，太赫兹衍生的动力学是一致的时间分辨发光测量比较。我们的研究为通过瞬态太赫兹光谱跟踪准二维电子空穴气体的电子对密度奠定了基础。
2009-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast terahertz responses in monolayer graphene
我们从理论上研究了单层石墨烯的超快太赫兹（THz）特性。通过求解布洛赫方程，得到了超快太赫兹高斯脉冲下的载流子、电极化的强度和光电流的解析表达式。石墨烯在太赫兹频率下表现出很大的非线性和超快的光学响应，这是由于具有近似线性能量色散的无隙和相对论性狄拉克粒子。结果表明，随着太赫兹脉冲频率的增加，光子载流子密度、电极化的强度和光电流密度均增加。这些理论结果与最近的实验结果是一致的。该研究进一步证实了石墨烯具有重要的特性，并与超快THz领域的应用有关。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall
Ultrafast terahertz conductivity in epitaxial graphene nanoribbons: an interplay between photoexcited and secondary hot carriers
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
研究发现石墨烯窄带中光电导性随泵浦能量变化呈现非单调特性，由光激发载流子与二次热载流子的相互作用主导。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Carrier Dynamics in sp$^{3}$-Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes with Time-Resolved Terahertz Spectroscopy
通过在半导体单壁碳纳米管中引入共价键sp $^{3}$缺陷，可以使半导体单壁碳纳米管中的激子局域化，并产生红移的近红外发光。这些功能化的单壁碳纳米管的单光子发射特性使它们成为电驱动量子光源的有趣候选者。然而，sp $^{3}$缺陷对碳纳米管中载流子动力学和电荷输运的影响仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们使用超快，时间分辨的光泵太赫兹探测光谱作为一个直接和定量的技术，调查的微观和温度依赖性的电荷传输特性的原始和功能化（6，5）单壁碳纳米管的分散体和薄膜。我们发现sp $^{3}$官能化增加了载流子散射，从而降低了纳米管内载流子迁移率。结合单壁碳纳米管网络场效应晶体管的电测量，这些数据使我们能够区分内纳米管能带传输，sp $^{3}$缺陷散射和纳米管间载流子跳跃的纳米管网络的整体电荷传输特性的贡献。
2022-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cooling of radiative quantum-dot excitons by terahertz radiation: A spin-resolved Monte Carlo carrier dynamics model
我们建立了一个理论模型来分析Yusa等人[Proc.24thICPS，1083（1998）]报道的太赫兹辐射下辐射量子点（QD）激子的反常冷却。我们对应变和压电场进行了三维建模，计算了应变诱导量子点的三维态密度。在此基础上，我们建立了一个自旋相关的蒙特卡罗模型，描述了量子点带内弛豫受太赫兹辐射调制时的载流子动力学。我们表明，太赫兹辐射引起的应变诱导量子点的空穴从暗态到辐射态的共振转移。该过渡包括空穴从压电电位最小值到变形电位最小值的空间转移。这种现象强烈地增强了量子点的基态发光，但牺牲了来自更高态的发光。我们的模型还再现了量子点基态发光的延迟闪光，太赫兹辐射激活后，甚至$\sim1$ s的载流子产生。我们的模拟提出了一个更普遍的可能性，以冷却辐射激子子系统的光电子器件。
2007-03-27 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized electric currents in diluted magnetic semiconductor heterostructures induced by terahertz and microwave radiation
研究了在面内外加磁场和微波或太赫兹辐射照射下稀磁半导体量子阱中的自旋极化电流。在（Cd，Mn）Te/（Cd，Mg）Te量子阱（QWs）和（In，Ga）As/InAlAs：Mn QWs中研究了这种效应，这些QWs属于众所周知的II-VI和III-V DMS材料系统，以及在异质价AlSb/InAs/（Zn，Mn）Te QWs中研究了这种效应，这些QWs代表了II-VI和III-V半导体的有前途的组合。实验数据和发展的理论表明，光电流起源于自旋相关的散射的自由载流子的静态缺陷或声子的Drude吸收的辐射和随后的载流子的弛豫。我们表明，在DMS结构的电流产生的效率大大提高相比，非磁性半导体。这种增强是由于载流子自旋与磁性离子局域自旋的交换相互作用引起的，一方面导致了巨大的塞曼自旋分裂，另一方面导致了外磁场极化的局域Mn ~（2+）离子对载流子自旋的散射.
2012-04-27 cond-mat.mes-hall
Stimulated emission of terahertz radiation by semiconductor microcavities
我们表明，在强耦合制度的平面半导体微腔可以用作受激太赫兹（THz）辐射源。发射的太赫兹光子将具有腔极化激元模式分裂的频率。由于上极化激元态与激子激发态的混合，使得上极化激元和下极化激元之间的光学跃迁成为可能。这种跃迁是在极化激元激光机制中激发的。
2010-09-03 cond-mat.mes-hall
Impact ionization induced by terahertz radiation in HgTe quantum wells of critical thickness
报道了在临界厚度的\HgTe量子阱（QW）结构中观察到的太赫兹（THz）辐射诱导的带间碰撞电离。太赫兹电场驱动载流子，初始化电子-空穴对的产生。在辐射角频率$ω$和动量弛豫时间$τ_{\text l}$的乘积大于1的条件下，当光子能量小于能隙时，观察到载流子倍增现象.在这种情况下，载流子仅由于在高频电场存在下的碰撞而获得高能量。发展的微观理论表明，光碰撞电离几率与辐射电场幅值$E$和特征场参数$E_0$成正比，与$\exp(-E_0^2/E^2)$成正比。实验表明，$ωτ\gg 1$具有很强的频率依赖性，其特征场$E_0$随辐射频率$ω$线性增加。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall
Terahertz Science and Technology of Carbon Nanomaterials
太赫兹辐射的多样应用及其对基础科学的重要性使得寻找产生、操纵和检测太赫兹辐射的方法成为现代应用物理的关键领域之一。一种方法是利用碳纳米材料，特别是单壁碳纳米管和石墨烯。它们新颖的光学和电学性质为太赫兹科学技术领域提供了广阔的前景。本文介绍了碳纳米管和石墨烯的太赫兹科学技术的过去、现在和未来。我们将回顾太赫兹动态电导率，太赫兹非线性和超快载波动力学等基础研究，以及太赫兹应用，如太赫兹源，探测器，调制器，天线和偏振器。
2013-11-23 cond-mat.mes-hall
Electrically-driven amplification of terahertz acoustic waves in graphene
本文发现石墨烯中电子漂移速度超过声速时可通过电驱动放大太赫兹声学声子，使电阻率沿载流子方向超线性增长，为片上高频声波产生与探测及范德瓦尔斯异质结太赫兹物理研究提供了新途径。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
Simulation of Hot-Carrier Dynamics and Terahertz Emission in Laser-Excited Metallic Bilayers
金属双层结构已被证明可以发射强太赫兹（THz）脉冲。我们提出了一个预测的多尺度模式，模拟光诱导自旋电流的Fe/Pt异质结和发射的电场。电子效应的处理在纳米尺度上使用玻尔兹曼输运方程的动态平衡载流子，数值求解的粒子在细胞的代码。的光学效果进行了模拟与形式主义，桥梁的纳米尺度的结构的发射波的微米尺度。该方法有助于理解最近的实验结果的基础上的微观散射效应和运输现象。我们的理论的多功能性，使其能够很容易地适应于一个广泛的自旋电子太赫兹发射器设计。作为一个例子，我们展示了太赫兹产生效率，定义为输出输入功率比，可以提高和优化使用串联堆叠层结合太赫兹抗反射涂层。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Terahertz radiation driven chiral edge currents in graphene
我们观察在单层石墨烯样品中诱导的光电流的石墨烯边缘的照射与圆偏振太赫兹辐射在正常入射。光电流沿样品边缘流动并形成涡流。它的缠绕方向通过将轻螺旋度从左旋转换为右旋而反转。我们证明，光电流源于样品的边缘，这降低了空间对称性，并导致在辐射电场驱动下的载流子的非对称散射。理论计算与实验结果吻合较好。我们表明，边缘光电流可以应用于确定的导电类型和在石墨烯边缘附近的载流子的动量散射时间。
2011-07-19 cond-mat.mes-hall
Rectification and bolometric terahertz radiation detectors based on perforated graphene structures exhibiting plasmonic resonant response
提出基于穿孔石墨烯层的太赫兹探测器，利用整流和热载流子测热机制及等离激元振荡增强，在室温下实现高响应率和探测率。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall
Orbitronics: Light-induced Orbit Currents in Terahertz Emission Experiments
本文首次在Ni基多层膜中利用飞秒光脉冲直接产生轨道电流，并通过其转化为电荷流实现太赫兹发射探测，证明轨道电流在Ni体系中显著强于自旋电流，为轨道电子学太赫兹器件发展开辟新方向。
2023-07-07 cond-mat.mes-hall
Terahertz spectroscopy of an electron-hole bilayer system in AlN/GaN/AlN quantum wells
我们描述了应变AlN/GAN/AlN量子阱中载流子的纳米级输运动力学的研究：一个电子-空穴双层电荷系统，两个电荷层之间的输运性质有很大的差异。从电子能带图分析，空间分离的二维电子和空穴电荷层的存在下，预测在相对的界面。由于这些电荷层在太赫兹频率下表现出不同的光谱特征，太赫兹和远红外光谱的组合使我们能够提取（a）对总电导率的单独贡献，以及（b）每层中电荷载流子的有效散射率。此外，通过比较直流和太赫兹提取的电导率水平，我们能够确定结构缺陷影响电荷传输的程度。我们的研究结果表明，（i）一个非统一的霍尔因子和（ii）相当大的贡献的整体电导率的空穴，导致在霍尔效应测量的表观迁移率较低。总的来说，我们的工作表明，太赫兹光谱是一种合适的技术，用于研究双层电荷系统的层之间的传输特性有很大的差异，如在三族氮化物半导体量子阱。
2017-08-16 cond-mat.mes-hall
Efficient ionization of two dimensional excitons by intense single cycle terahertz pulses
外电场对于二维材料中激子的动力学操纵具有很强的吸引力。在这里，我们从理论上研究了太赫兹（THz）范围内强脉冲电场对单层过渡金属二硫属化物（TMD）中激子的电离。我们发现，太赫兹脉冲与现实的场强是能够电离到自由载流子的TMD中的光生激子的显着部分。因此，短THz脉冲是动态控制单层TMD中的自由载流子浓度的有效的、非侵入性的方法，这对于诸如THz调制器的应用是有用的。我们进一步证明，激子电离概率应该是实验测量的自由载流子吸收之前和之后的太赫兹脉冲。详细的结果提供了不同的TMD在各种介电环境。
2021-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative terahertz conductivity at vertical carrier injection in a black-Arsenic-Phosphorus-Graphene heterostructure integrated with a light-emitting diode
我们提出并分析了异质结构，包括黑砷磷层（b-As $_{1-x}$ P $_x$ L）和石墨烯层（GL）集成与发光二极管（LED）。集成的b-As $_{1-x}$ P $_x$ L-GL-LED异质结构可以作为太赫兹（THz）激光器的有源部分，使用GL中的带间辐射跃迁。所提出的概念的可行性通过b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中相对窄的能隙和与GL的适当能带对准的组合来实现。所讨论的器件的操作与由b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中的LED发射的近红外辐射产生电子-空穴对、该层中的光生电子和空穴的冷却以及它们注入GL中相关联。由于b-As $_{1-x}$ PL的最小能隙能隙小于GL中光学声子的能量，因此注入GL可以导致GL中二维电子-空穴等离子体（2D-EHP）的相对弱的加热。在略低于室温的温度下，注入可以冷却2D-EHP。这有利于GL的带间布居数反转，增强其在THz范围内的负动态电导率，以及实现支持新型THz辐射源的光学和等离子体激元模式激光。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Andreev terahertz radiation generators
Ioffe Institute（约费研究所）；Institute for Problems in Mechanical Engineering of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院机械力学问题研究所）；Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University（圣彼得堡彼得大帝理工大学）
该研究通过自旋电路边界处的负U偶极子中心链，实现了安德鲁夫分子用于太赫兹辐射生成。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall
Cavity-enhanced optical Hall effect in two-dimensional free charge carrier gases detected at terahertz frequencies
本文展示并讨论了可调谐外部耦合法布里-佩罗腔在传统类德鲁德二维电子气产生的太赫兹频率下共振增强光学霍尔效应特征的效果。结果，证明了在方便获得的磁场下，例如通过钕永磁体，检测光学霍尔效应特征。实验中使用了生长在蓝宝石衬底上的AlInN/GaN基高电子迁移率晶体管结构。给出并讨论了由外耦合法布里-珀罗腔的频率和反射率最小值和最大值决定的光学霍尔效应特征及其色散。调谐外部耦合法布里-珀罗腔强烈地修改了光学霍尔效应特征，这为光学霍尔效应实验提供了除了频率、入射角和磁场方向和强度之外的新的自由度。
2015-04-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz plasma wave generation in ultra-short-channel Field Effect Transistors: theory vs experiment
考虑载流子的散射和速度饱和，我们研究了场效应晶体管中二维电子气的“浅水”不稳定性。结果表明，散射（这是类似于摩擦在浅水通道）和载流子速度饱和导致阻尼的等离子体波不稳定性。计算了失稳阈值图。观察等离子体波产生所需的实际设备参数进行了比较，在最近的亚太赫兹发射实验报告。
2005-12-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Fermi velocity renormalization in graphene probed by terahertz time-domain spectroscopy
我们证明太赫兹时域光谱（THz-TDS）是一种准确，快速和可扩展的方法来探测石墨烯中载流子的相互作用诱导的费米速度重整化νF^*。这允许通过THz-TDS定量提取放置在任意衬底上的大规模石墨烯膜的所有电参数（DC电导率σDC、载流子密度n和载流子迁移率μ）。特别相关的是具有低相对介电常数（< 5）的衬底，例如聚合物膜，其中即使在相对大的载流子密度（> 10^12 cm-2，费米能级> 0.1 eV）下也观察到显著的重整化效应。从应用的角度来看，快速且非破坏性地量化和映射通用衬底上的大规模石墨烯的电（σDC，n，μ）和电子（νF^*）性质的能力是在诸如计量、柔性电子器件以及使用聚合物作为处理层来监测石墨烯转移的应用中利用该材料的关键。
2020-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pulse shaping in the terahertz frequency range for the control of photo-excited carriers in graphene
可以优化几个周期的太赫兹（THz）激光脉冲的形状以提供对石墨烯中的导带群的控制。为了以理论的方式证明这种控制，使用$B$样条的驱动脉冲的光谱参数化，以便获得带宽为$\sim$ 30 THz的实验现实脉冲。通过差分进化，使用$B$样条展开系数作为决策变量的频谱形状的优化。数值结果表明，在石墨烯中的载流子密度的改变的可能性的一个因素为4，对于一个固定的脉冲能量。此外，我们表明，有可能选择性地抑制或增强多光子吸收功能，通过优化在倒易空间的窄窗口。还讨论了脉冲成形在石墨烯中的散射机制的控制中的应用。
2018-11-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Observation of suppressed terahertz absorption in photoexcited graphene
当光被半导体吸收时，由于带内跃迁，光激发的载流子增强了对远红外辐射的吸收。我们在单层石墨烯中观察到相反的行为，石墨烯是一种具有线性色散的零能隙半导体。通过使用时域太赫兹（THz）光谱结合光泵浦激发，我们观察到光激发石墨烯的太赫兹辐射的吸收减少。测得的微分电导率的光谱形状表现出非德鲁德行为。我们讨论了几种可能的机制，有助于观察到的低频非平衡光学响应的石墨烯。
2013-03-30 cond-mat.mes-hall
Anisotropic ultrafast optical response of terahertz pumped graphene
我们测量了高掺杂石墨烯对单周期太赫兹脉冲的超快各向异性光学响应。太赫兹诱导的各向异性信号在800 nm处的时间分布具有重复泵浦太赫兹电场模量的最小值和最大值。它随着载流子密度的增加而生长，并表现出对电场强度的特定非线性依赖性。为了描述信号，我们已经开发了一个理论模型，该模型基于能量和动量平衡方程，并考虑到石墨烯和衬底的光学声子。根据该理论，各向异性响应是由泵浦电场引起的电子动量分布从零动量的位移结合带间光跃迁矩阵元的偏振依赖性引起的。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall
Carrier-envelope phase effects in graphene
我们数值研究了太赫兹脉冲与单层石墨烯的相互作用。我们观察到，电子动量密度的影响的载波包络相位（CEP）的单到几个周期的太赫兹激光脉冲，诱导电子动力学。特别是，我们看到强不对称的电子动量分布的CEP的非零值。我们解释的起源内的绝热脉冲模型找到的条件，以达到最小的绝热带隙之间的价带和导带的不对称性。我们将讨论这些条件和干扰图案，从连续的非绝热过渡在这个最小的差距，影响电子动量密度，以及它们是如何修改的CEP。这为控制狄拉克材料中隧穿机制中的基本含时电子动力学打开了大门。此外，这种控制提出了一种方法来测量太赫兹激光脉冲与凝聚态系统相互作用时的CEP。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Broadband ultra-high transmission of terahertz radiation through monolayer MoS$_{2}$
本文计算了单层MoS $_{2}$在不同载流子浓度下对太赫兹波的吸收和透射。结果表明，单层MoS $_{2}$的太赫兹吸收很小，即使在高载流子浓度和大入射角下也是如此。THz吸收的等效损耗是反射和吸收的总和，比石墨烯低一到三个等级。单层MoS $_{2}$的透射率比传统的GaAs和InAs二维电子气的透射率大得多。研究了单层MoS $_{2}$ -绝缘层-石墨烯形成的场效应管状结构。在这种结构中，石墨烯的太赫兹吸收在低电压下达到饱和。同时，单层MoS $_{2}$的最大THz吸收被限制在约5%.因此，单层MoS $_{2}$是一种理想的太赫兹透明电极。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Stability of High-Density Two-Dimensional Excitons against a Mott Transition in High Magnetic Fields Probed by Coherent Terahertz Spectroscopy
我们在磁场中对未掺杂GaAs量子阱中的光激发电子-空穴对进行了时间分辨太赫兹吸收测量。我们探测两个未绑定和绑定的载流子响应，分别通过回旋共振和激子内共振。激子的稳定性，监测对密度系统地增加，被发现显着增加与增加磁场。具体地，在9 T下的1 $s$-2 $p_-$内激子跃迁持续到最高密度，而在0 T下的1 $s$-2 $p$特征被自由载流子Drude响应迅速取代。有趣的是，在9 T下，1 $s$-2 $p_-$峰在高温下被自由空穴回旋共振取代，表明2D磁激子在热激发下确实解离，即使它们对密度驱动的Mott跃迁是稳定的。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Coherent Terahertz Radiation from a Nonlinear Oscillator of Viscous Electrons
通过窄腔的可压缩电子流理论上是不稳定的，并且在不稳定期间发生的振荡已经被提出作为产生太赫兹辐射的方法。我们数值证明，这种不稳定性的终点是一个非线性的流体动力学振荡器，由一个交替的冲击波和稀疏的松弛流动的设备来回。这种定性的物理学对腔的不均匀性和流体状态方程的变化是鲁棒的。我们讨论的频率和振幅的物理参数（粘度，动量弛豫率，偏置电流）的发射辐射的依赖性超出线性响应理论，为未来的实验提供明确的预测。
2021-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast single-nanowire multi-terahertz spectroscopy with sub-cycle temporal resolution
在丰富的太赫兹（THz）光谱范围内的锁相超短脉冲提供了关键的洞察各种现象，如量子限制，一阶相变，高温超导性和纳米材料中的载流子输运。几个周期的场瞬态的超宽带电光采样甚至可以揭示比光的单个振荡周期更快发生的新动力学。然而，传统的太赫兹光谱本质上是有限的合奏测量的衍射极限。因此，它可以测量纳米颗粒、纳米晶体或纳米畴的尺寸、结构、取向和密度的平均介电函数。在这里，我们扩展超宽带时间分辨太赫兹光谱（20 - 50太赫兹）的亚纳米尺度（10 nm），通过结合子周期，场分辨检测（10 fs）与散射型近场扫描光学显微镜（s-NSOM）。我们跟踪的时间依赖性的介电函数在一个单一的光激发InAs纳米线的表面在所有三个空间维度，并揭示了超快（$<$ 50 fs）形成的本地载流子耗尽层。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Time-resolved terahertz dynamics in thin films of the topological insulator Bi$_{2}$Se$_3$
我们使用光泵-太赫兹探测光谱在低温下研究薄Bi $_2$ Se $_3$膜的几种厚度的热载流子响应，使我们能够从表面瞬态响应分离的体积。我们发现，对于较薄的薄膜的光激发改变的传输散射率，并降低太赫兹电导率，这在10皮秒（ps）内放松。对于较厚的膜，电导率增加后，光激发和规模与增加的膜厚度和光通量，具有约5 ps的衰减时间以及高得多的散射率。这些不同的动力学归因于表面和体电子，分别，并表明，长寿命的移动表面光载流子可以独立地访问低于某些膜厚度的可能的光电应用。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dissipative Hot-spot Enabled Shock and Bounce Dynamics via Terahertz Quantum Quenches in Helical Edge States
本文研究了自旋翻转非弹性散射下螺旋液体的量子猝灭。在二维拓扑绝缘体上施加超短电脉冲，可以在螺旋边缘产生反向传播的电荷包。由于散射而形成的局部“热点”使两种类型的强非线性波动力学成为可能。首先，传播的包发展自聚焦激波阵面。第二，具有相反电荷的碰撞包可以表现出近乎完美的回射，尽管有很强的耗散。这导致频率加倍，可以从发射的太赫兹辐射中实验检测到。
2021-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech nlin.PS
Near-Field Terahertz Nanoscopy of Coplanar Microwave Resonators
超导量子线路是量子计算的主要平台之一。为了将超导量子计算推进到具有实际重要性的程度，识别和解决导致退相干的材料缺陷至关重要。在这里，我们使用太赫兹扫描近场光学显微镜（SNOM）来探测硅上湿蚀刻铝谐振器的局部介电特性和载流子浓度，硅是超导量子处理器最具特征的组件之一。使用最近开发的矢量校准技术，我们提取太赫兹介电常数从光谱接近微波馈线。拟合提取的介电常数的德鲁德模型，我们发现，在蚀刻的通道中的硅具有大于缓冲氧化物蚀刻硅的载流子浓度，我们探索后处理方法，以减少载流子浓度。我们的研究结果表明，近场太赫兹调查可以应用于定量评估和识别量子器件中潜在的损失通道。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonlinear Charge Transport in InGaAs Nanowires at Terahertz Frequencies
我们探测GaAs/In0.2Ga0.8As核/壳纳米线在高电场下的电子输运性质，使用宽带太赫兹脉冲和峰值电场高达0.6 MV/cm的光泵/太赫兹探测光谱。光激发的载流子的等离子体共振表现出系统的红移和抑制其光谱权重的太赫兹驱动场超过0.4 MV/cm。这种行为归因于谷间电子散射，导致平均电子有效质量增加，并且在最高场下电子迁移率相应地降低约2倍。我们表明，有效质量的增加是不均匀的沿纳米线，主要发生在他们的中间部分，导致空间不均匀的载流子响应。我们的研究结果量化了GaAs基纳米线的非线性输运机制，并显示了其在太赫兹频率下工作的纳米器件的发展潜力。
2020-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Free-space sub-terahertz field-polarization controlled by waveguide-mode-selection
实验研究了多模矩形波导加对角喇叭天线后的自由空间电磁磁场。使用215-580 GHz的频率范围，使用光混频器来发射自由空间圆极化电磁场，经由输入对角喇叭天线在矩形波导的输入处激发多个模式。第二个光混合器，连同硅镜菲涅尔散射器，作为一个偏振敏感的相干检测器来表征发射场。我们发现，辐射场，激发的基本波导模式，其特征在于由线性极化。此外，我们发现，如果选择性地激发波导中的高阶模，辐射场的偏振旋转45度。尽管高阶模式，辐射场似乎保持一个主要的高斯波束字符，因为单向耦合到一个检测器是可能的，而单向性是独立的频率。我们讨论了这一发现的可能应用。
2021-08-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excitation-Energy-Selective Control of Hot-Carrier Cooling via a Resonant Optical-Phonon Bottleneck in Graphene
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）；Georgetown University（乔治城大学）
研究通过石墨烯中的共振光学声子瓶颈实现了对热点载流子冷却的激发能选择性控制，揭示了载流子弛豫时间与激发光子能量之间的非单调依赖关系，并展示了通过增强光学声子寿命来抑制能量向晶格转移的机制。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling bound-to-continuum terahertz quantum cascade lasers: The role of Coulomb interactions
基于系综蒙特卡罗分析，我们表明，库仑相互作用中起主导作用的束缚连续太赫兹量子级联激光器，因此需要仔细建模。库仑相互作用以空间电荷效应和库仑散射事件的形式进入我们的模拟。通过比较一个完整的多子带库仑屏蔽模型，我们表明，简化的方法产生相当大的偏差，这样的结构。电子-电子散射的自旋依赖性也必须充分考虑。此外，我们证明了迭代薛定谔-泊松和载流子输运模拟是必要的，以正确地考虑空间电荷效应。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Efficient terahertz emission from InAs nanowires
我们观察到强烈的脉冲的远红外电磁辐射发出的阵列的InAs纳米线。这些结构的THz辐射功率效率比平面InAs衬底高约15倍。这是解释的优先取向的相干等离子体运动的导线表面，克服了辐射捕获的全内反射。我们提出的证据表明，这种辐射源于低能量的声学表面等离子体模式的纳米线。这是支持独立测量的电子输运个别纳米线，超快太赫兹光谱和理论分析。我们的综合实验和分析进一步表明，这些等离子体激元模式是特定的高纵横比的几何形状。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
