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基于飞秒瞬态反射/透射技术的纳米Au半透膜热效应研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN722.32[电子电信—电路与系统]
  • 作者机构:黑龙江大学电子工程学院,哈尔滨150080
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61204007)、黑龙江省新世纪优秀人才支持计划(批准号:1254-NCET-018)、黑龙江省青年学术骨干支持计划(批准号:1252G047)、黑龙江省博士后启动基金(批准号:LBH-Q14139)和黑龙江大学杰出青年基金(批准号:JCL201205,QL2012111资助的课题.
中文摘要:

以飞秒激光放大器作为光源联合使用瞬态反射/透射实验技术研究了纳米Au半透明纳米薄膜中非平衡载能粒子的热传导过程.在相同实验条件下,发现该薄膜的瞬态透射和反射信号明显不同并且延迟时间在5.0—7.5ps时瞬态透射信号的符号发生改变.对纳米薄膜的透射和反射信号进行了对比分析,分别使用双温模型和Crude近似进行数据模拟并拟合,分析认为沿膜厚方向的温度梯度变化和界面热阻效应引起介电函数的变化不同,从而引起了瞬态透射信号和反射信号的不同.对于半透明金属纳米薄膜需要同时考虑其瞬态透射和反射影响才能得到准确的瞬态吸收结果.随着抽运脉冲能量的增加,可以看到上升时间约为1.0ps,电子一晶格弛豫时间增加.

英文摘要:

In this work, the relaxation dynamics of optically excited electrons and lattice in translucent gold nanofilms is measured with femtosecond transient reflection and transmission technique. In order to investigate the mechanisms of heat transfer in metal nanofilm theoretically, the two-temperature model and the Crude-model approximation are used to estimate the profile of decays and the temperature of electrons and lattice. Ultrafast relaxation dynamics of gold nanofilm 60 nm in thickness is different obviously in transient reflection and transmission measurements. Electron-lattice coupling effect in the transmission method is stronger and more sensitive than that in the reflection method under the same experimental conditions. Gradient change of temperature along the direction of film thickness and interface thermal resistance due to the boundary scattering should be responsible for the difference between them. Experimental data suggest that both transient reflection and transient transmission of translucent films should be considered together in the investigation on the mechanism of heat transfer. With increasing energy of pump laser pulse, the rise time is about 1.0 ps, and the electron-lattice relaxation time becomes longer.

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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