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具有分离门电抽运石墨烯中电子-空穴等离子体的冷却效应
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2013.5.5
  • 页码:385-391
  • 分类:O53[理学—等离子体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]山东科技大学理学院青岛市太赫兹技术重点实验室,青岛266510, [2]中国工程物理研究院电子工程研究所,绵阳621900, [3]专用集成电路重点实验室,石家庄050051
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61001018);山东省自然科学基金(批准号:ZR2011FM009,ZR2012FM011);山东科技大学杰出青年科学基金(批准号:2010KYJQ103);山东省高等学校科技计划项目(批准号:J11LG20);青岛市科技计划项目(批准号:11-2-4-4-(8)-jch,10-3-4-2-1-jch);山东科技大学科技创新基金(批准号:YCA120378)资助的课题~~
  • 相关项目:高效率光学抽运太赫兹光纤激光辐射源的关键技术研究
中文摘要:

本文研究了室温条件下具有分离门的电诱导石墨烯n-i-p结构中,与电子和空穴注入有关的粒子数反转效应.考虑n区横向电场的屏栅效应,计算了电子-空穴的有效温度与门电压以及光声子的有效温度与门电压的关系,结果表明注入可以导致n区中电子-空穴等离子体显著冷却,直至低于晶格温度;计算了电流-电压特性以及与频率有关的动态电导率,在一定的电压下,动态电导率在太赫兹频段可以为负值.研究表明电子-空穴等离子体冷却能够加强负动态电导率效应,提高实现太赫兹激射的可行性.

英文摘要:

We have studied the effect of population inversion associated with the electron and hole injection in graphene layer n-i-p structures with split gates at room temperature. Considering the transverse electric field screening of the n-section, we calculated the dependence of the electron-hole effective temperature and optical phonon effective temperature on the gate-voltage. It is shown that the injection can lead to cooling of the electron-hole plasma in n-section to the temperatures lower than the lattice temperature. The current-voltage characteristics, and the frequency-dependent dynamic conductivity are calculated, the frequency-dependent dynamic conductivity can be negative in the terahertz frequency range at a certain applied voltage. The study demonstrates that electron-hole plasma cooling can enhance the negative dynamic conductivity effect and improve the feasibility of terahertz lasing.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876