发表机构
TU Dortmund University; Zhejiang University（多特蒙德工业大学; 浙江大学）
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该研究通过时间分辨光泵浦-太赫兹三次谐波光谱，在室温高纯硅中观测到皮秒非热多体激子动力学，其特征包括时间演化、密度依赖和非微扰非线性响应。
AI 中文摘要
我们报道了室温下高纯硅中皮秒非热多体电荷动力学的时间分辨光泵浦-太赫兹三次谐波产生光谱学。尽管在热平衡下，由于激子的结合能低于室温下的热能，硅中的激子不稳定，但在脉冲非共振光泵浦后，我们可以在高分辨率非线性光谱测量中识别出皮秒时间尺度上瞬态激子态的形成。与未束缚的电子-空穴对相比，非热多体激子动力学具有特征性的时间演化、对电荷密度的明显依赖以及非微扰的非线性太赫兹响应。
英文摘要
We report time-resolved optical pump-terahertz third-harmonic generation spectroscopy of picosecond nonthermal many-body charge dynamics in high-purity silicon at room temperature. Although in thermal equilibrium excitons in silicon are unstable due to a lower binding energy than the thermal energy at room temperature, following pulsed non-resonant optical pumping we can identify the formation of transient excitonic states on the picosecond time scale in our high-resolution nonlinear spectroscopic measurements. In contrast to unbound electron-hole pairs, the nonthermal many-body excitonic dynamics feature a characteristic time-dependent evolution, a distinct dependence on charge density, and a nonperturbative nonlinear terahertz response.
