[发明专利]纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法

权利要求书

1.一种纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，通过基频脉冲光入射到半导体薄膜异质结样品的表面，半导体薄膜异质结样品产生二次谐波信号；

利用稳态光谱仪接收所述二次谐波信号，信号的强度为d；

步骤二，利用激光光源发出飞秒泵浦脉冲激光，所述飞秒泵浦脉冲激光激发半导体薄膜异质结样品，产生层间空间电场，所述层间空间电场诱导产生额外的二次谐波信号；

利用稳态光谱仪接收所述二次谐波与额外的二次谐波混合的信号，信号的强度为c；

步骤三，计算c与d的差值，

所述差值为半导体薄膜异质结样品的层间空间电场诱导产生的额外的二次谐波信号的强度。

2.如权利要求1所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：所述半导体薄膜异质结样品为：Ⅱ型异质结样品；

步骤一的具体步骤如下：

将一束基频脉冲光斜入射到Ⅱ型异质结样品的表面；

所述基频脉冲光的光子能量低于Ⅱ型异质结样品的两种材料的光学带隙。

3.如权利要求2所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：步骤二的具体步骤如下：

利用激光光源发出一束飞秒泵浦脉冲激光，垂直入射至Ⅱ型异质结样品的表面；

将所述飞秒泵浦脉冲激光和步骤一中所述基频脉冲光在Ⅱ型异质结样品的表面的汇聚点重合；

在所述层间空间电场的作用下，产生额外的二次谐波信号。

4.如权利要求3所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：基频脉冲光的斜入射，将在垂直于Ⅱ型异质结样品的表面的方向产生电磁场分量，所述电磁场分量因为平行于层间空间电场，进而在所述层间空间电场的作用下诱导产生额外的二次谐波信号；

所述飞秒泵浦脉冲激光的光子能量同时大于组成所述Ⅱ型异质结样品的两种材料的光学带隙；

所述飞秒泵浦脉冲激光的的波长小于610nm。

5.如权利要求3所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：步骤二中所述激光光源为钛宝石激光器，钛宝石激光器的脉冲宽度范围为：80～100fs、重复频率范围为：70～100MHz；

所述钛宝石激光器的激光脉冲带宽连续，且能够调节。

6.如权利要求5所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：所述钛宝石激光器的基频脉冲光和飞秒泵浦脉冲激光均通过20倍显微物镜汇聚在Ⅱ型异质结样品的表面；

在所述Ⅱ型异质结样品的表面与20倍显微物镜之间加入半透半反镜，

所述半透半反镜用于：将部分Ⅱ型异质结样品的反射光反射至CCD成像系统；

所述CCD成像系统用于：通过反射光观察Ⅱ型异质结样品的表面。

7.如权利要求5所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：所述钛宝石激光器的激光脉冲带宽为：10nm。

8.如权利要求2所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：步骤一中所述基频脉冲光的斜入射角范围为0°至45°；

所述基频脉冲光的波长大于680nm。

9.如权利要求8所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：步骤一中所述基频脉冲光的斜入射角为12°。

10.如权利要求1所述纳米厚度半导体薄膜异质结层间电荷转移的光学探测方法，其特征在于：所述稳态光谱仪的型号为iHR 550，积分时间为30s，入射狭缝宽度为0.1mm；

所述信号的强度c和信号的强度d均通过光谱积分获得。