来源：大阪公立大学，Sadie Harley编辑，Andrew Zinin审阅；电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 刘若水 编译

    由大阪公立大学领导的研究团队对GaAs_1−xN_x外延层及GaAs单晶中相干纵向光学（LO）声子的衰减时间进行了深入研究，旨在阐明“稀氮化”（dilute nitridation）对材料物理性质的影响。

    研究团队通过太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术观察到，在GaAs_1−xN_x外延层中，由相干类 GaAs LO 声子发射的太赫兹电磁波具有相对较长的衰减时间；相比之下，半绝缘 GaAs 单晶中相干 GaAs LO 声子产生的太赫兹波衰减则较快。

    这一发现意味着，尽管合金效应（混晶效应）会导致声子拉曼谱带展宽并可能缩短衰减时间，但在本次研究的GaAs_1−xN_x外延层样本中，该效应并非主导衰减时间的关键因素。

    结合太赫兹时域光谱测量过程中飞秒脉冲照射产生的超快光电流，研究人员将相干类 GaAs LO 声子衰减时间延长的原因归结于：相干类 GaAs LO 声子的超快光电流散射受到了抑制。

    研究团队进一步得出结论，上述抑制作用主要源于稀氮化III-V族半导体中较大的电子有效质量。在这种材料中，由于氮能级引发的能带反向交叉（Band Anti-Crossing）效应，其最低导带子带的曲率变得平缓。

    由于电子有效质量相对较大，瞬态电子速度随之降低，从而减弱了对相干 LO 声子的散射效应，最终导致了声子相干性的持久保持。

    发表详情

    Hideo Takeuchi et al, Influence of nitrogen on coherent longitudinal optical phonons in GaAs_1−xN_x, Journal of Applied Physics (2025). DOI: 10.1063/5.0307567

    发表期刊：《应用物理学报》（Journal of Applied Physics）