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原文传递一种基于纵向光学声子拟合温度的弛豫时间计算方法

专利名称：	一种基于纵向光学声子拟合温度的弛豫时间计算方法
摘要：	本发明公开了一种基于纵向光学声子拟合温度的弛豫时间计算方法。该计算方法的适用对象为光伏半导体材料，该方法所需的主要实验数据包括适用对象的飞秒解析度时间分辨光致发光光谱。该计算方法通过Matlab数学软件对实验数据进行分析拟合以获得皮秒时间尺度下的依时性纵向光学声子温度，并据此利用多指数牛顿弛豫方程计算纵向光学声子弛豫时间。本发明的优点包括不受研究对象态密度影响，可判断弛豫机制的能量范围，能够准确计算各种载流子浓度情况下的弛豫时间。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	张怿;汤亮亮;黄潮;王沛;许昌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910310998.8
公开号：	CN110068557A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	柏尚春
分类号：	G01N21/63(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210024 江苏省南京市鼓楼区西康路1号
主权项：	1.一种基于纵向光学声子拟合温度的弛豫时间计算方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)选择光伏半导体材料为本计算方法的适用对象； (2)利用具备飞秒解析度激光发射源的时间分辨光致发光光谱系统测量适用对象在皮秒时间尺度下的时间分辨光致发光光谱，从而获得由时间t、能量E和归一化光致发光强度Itrpl三种相关变量所构成的二维等线光谱图Itrpl(t,E)；选择归一化光致发光强度不再发生变化时的二维等线光谱图Itrpl(∞,E)作为载流子弛豫结束参考量； (3)将依能性二维等线光谱图Itrpl(t,E)和载流子弛豫结束参考量Itrpl(∞,E)代入纵向光学声子弛豫程度指数β(t,E)的依能性函数中，选定纵向光学声子温度计算的拟合范围，并计算纵向光学声子温度TLO及温度误差△TLO； (4)计算载流子从激发至其能量完全逸失过程中任意时刻的纵向光学声子温度，从而获得弛豫过程中依时性纵向光学声子温度变化趋势TLO(t)； (5)将所得依时性纵向光学声子温度变化趋势TLO(t)数据代入多指数牛顿弛豫方程中，利用Matlab中多指数拟合函数对该温度变化趋势展开多指数拟合，从而获得纵向光学声子的多指数拟合弛豫时间τ，所述牛顿弛豫方程为：其中，Ti为每个指数拟合项中初始载流子温度，TRT为周围环境温度。 2.根据权利要求1所述的基于纵向光学声子拟合温度的弛豫时间计算方法，其特征在于：步骤(3)中，β(t,E)为根据激发态载流子能带布居公式推导出与时间和能量相关的纵向光学声子弛豫程度指数： 3.根据权利要求2所述的基于纵向光学声子拟合温度的弛豫时间计算方法，其特征在于：步骤(3)中，β(t,E)的依能性函数的线性部分β(t,E)th表示为纵向光学声子在该范围内的衰减机制属于准弛豫机制，其所对应的能量范围作为纵向光学声子温度计算的拟合范围，其中，式中，ε为载流子激发能量，kB为玻尔兹曼常数1.38×10-23J/K，TL为晶格环境温度295K。 4.根据权利要求2所述的基于纵向光学声子拟合温度的弛豫时间计算方法，其特征在于：步骤(3)中TLO及△TLO具体计算方法为，首先将ti时依能性二维等线光谱图Itrpl(ti,E)和载流子弛豫结束参考量Itrpl(∞,E)代入纵向光学声子弛豫程度指数β(ti,E)的依能性函数中；画出关于能量E的β(ti,E)函数图，选取图中线性部分所对应的能量范围作为纵向光学声子温度计算的拟合范围；在该范围内，利用Matlab数学软件中Polyfit线性拟合函数计算能量E相关函数β(ti,E)th的斜率k，k＝(1/kBTL)-(1/kBTLO(ti))，计算ti时的纵向光学声子温度TLO(ti)及△TLO(ti)。 5.根据权利要求1所述的基于纵向光学声子拟合温度的弛豫时间计算方法，其特征在于：实验温度为295K室温。
所属类别：	发明专利