MgB2薄膜的激光诱导超快速光电效应及其位置依赖机制

本文主要探讨了在富B(MgB2)掺杂的MgO(1 1 1)基板上通过化学气相沉积技术制备的薄膜中，展现出的超快光电效应现象。MgB2是一种具有潜在高温超导特性的二元化合物，其薄膜的研究对于理解其电学性质以及探索新型光电器件有着重要意义。 研究发现，当在室温条件下，使用20 ns持续时间、波长248 nm的激光脉冲照射在MgB2薄膜上时，光响应脉冲信号的上升时间大约为2.4 us，而半峰全宽约为4 us，这一过程在没有外加电压的情况下发生。这一结果表明了MgB2薄膜对光具有显著的光电响应能力，且这种响应表现出高度的时间分辨率和位置敏感性。值得注意的是，信号的极性会根据激光照射的位置改变，而在单独照射MgO(1 1 1)单晶时，并未观测到类似的光电压效应，这可能揭示了MgB2薄膜内部结构与光电效应之间的重要关联。 论文讨论了这种位置依赖性光伏响应的潜在机制，可能涉及到材料中的电子-空穴对生成、载流子迁移或可能是由于激光激发引起的局部电场变化，这些因素可能导致电荷分离并在薄膜的不同区域产生不同的电压信号。此外，这种现象可能与Dember效应相关，即激光产生的热量导致载流子迁移速率差异，从而影响了光电响应。 MgB2薄膜作为光电器件的候选材料，其超快的光电效应特性对于开发高灵敏度、实时的探测器和传感器具有潜在应用价值。例如，它们可以用于制作位置敏感的光探测器，如用于光纤通信或者在纳米技术中的精确定位。然而，深入理解这种光电效应的物理机制，以及如何优化薄膜的制备工艺以提高响应性能，是未来研究的关键方向。 总结来说，这项研究揭示了MgB2薄膜的独特光电性质，为深入研究MgB2的电学行为以及开发新型基于光电效应的设备提供了有价值的信息。同时，它也提示了在设计和优化新型光电器件时，要考虑材料的内部结构和制备条件对响应性能的影响。