CAJ | 학술논문

基于Boltzmann方程,采用了Chen J K等人建立的自相关模型,考虑了Si薄膜的热容、热导率、弛豫时间等热力学参量随温度非线性变化的影响.采用有限差分法,数值求解了脉宽为500 fs的激光脉冲辐照2 μm厚硅膜的自相关模型分析了膜表面载流子浓度、载流子温度、晶格温度等随入射激光功率和脉宽等的变化规律.结果表明:在脉冲辐照初期(t<0.68 ps),载流子和晶格之间存在着明显的非热平衡性,之后通过相互之间的弛豫碰撞,逐渐达到热平衡,载流子热容是引起载流子温度在早期迅速上升的原因;载流子温度速率方程中单光子吸收、载流子-晶格能量交换和载流子能流变化率对载流子温升影响较大,而多光子吸收、双极能流和带隙能量变化率对载流子温升的影响较小,可以忽略;较高脉冲激光能量(φ＞0.02 J·cm-2)辐照Si膜,会引起载流子密度方程中的俄歇复合项增大,从而使载流子密度下降率增大,导致载流子温度出现双峰.
기우Boltzmann방정,채용료Chen J K등인건립적자상관모형,고필료Si박막적열용、열도솔、이예시간등열역학삼량수온도비선성변화적영향.채용유한차분법,수치구해료맥관위500 fs적격광맥충복조2 μm후규막적자상관모형분석료막표면재류자농도、재류자온도、정격온도등수입사격광공솔화맥관등적변화규률.결과표명:재맥충복조초기(t<0.68 ps),재류자화정격지간존재착명현적비열평형성,지후통과상호지간적이예팽당,축점체도열평형,재류자열용시인기재류자온도재조기신속상승적원인;재류자온도속솔방정중단광자흡수、재류자-정격능량교환화재류자능류변화솔대재류자온승영향교대,이다광자흡수、쌍겁능류화대극능량변화솔대재류자온승적영향교소,가이홀략;교고맥충격광능량(φ＞0.02 J·cm-2)복조Si막,회인기재류자밀도방정중적아헐복합항증대,종이사재류자밀도하강솔증대,도치재류자온도출현쌍봉.