30687.超快泵浦探測(cè)系統(tǒng)的搭建與強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系的光學(xué)研究

1、密級(jí)：——中國(guó)科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文2014年4月摘要近年來(lái)，隨著脈沖激光技術(shù)的快速發(fā)展，研究物質(zhì)在飛秒(10—15S)量級(jí)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程逐漸成為可能，而時(shí)間分辨技術(shù)作為探測(cè)塊體材料低能電子結(jié)構(gòu)的強(qiáng)有力手段也越來(lái)越受到人們的青睞。超快泵浦探測(cè)技術(shù)是很多時(shí)間分辨實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，其核心思想是先用一束”泵浦“脈沖去激發(fā)樣品使其偏離平衡態(tài)，然后用另一束”探測(cè)“脈沖來(lái)研究樣品從非平

2、衡態(tài)到平衡態(tài)的弛豫過(guò)程。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中利用800nm的脈沖激光搭建了一套光泵浦光探測(cè)的系統(tǒng)，并用該系統(tǒng)研究了LaOFeAs和TbTe3等單晶樣品的準(zhǔn)粒子超快動(dòng)力學(xué)過(guò)程。本文首先會(huì)詳細(xì)介紹超快泵浦探測(cè)系統(tǒng)的搭建過(guò)程，從最初的光路設(shè)計(jì)開始到每一個(gè)部件的功能和原理，以及數(shù)據(jù)的采集等。接下來(lái)會(huì)介紹一些現(xiàn)象學(xué)的模型，如雙溫度模型和RothwarfTaylor模型，這些模型能夠很好的解釋超快實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象所以得到了廣泛的應(yīng)用。另外，本文還簡(jiǎn)單介

3、紹了傳統(tǒng)的傅里葉變換紅外光譜測(cè)量技術(shù)，這也是接下來(lái)要介紹的三個(gè)工作中所用要的另一項(xiàng)主要方法。LaOFeAs單晶隨著溫度的降低先后經(jīng)歷了兩次相變，分別為結(jié)構(gòu)相變和自旋密度波相變。我們研究了該樣品的準(zhǔn)粒子超快動(dòng)力學(xué)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)其光誘導(dǎo)的反射率隨時(shí)間的延遲可以用單e指數(shù)進(jìn)行擬合，且擬合得到的弛豫時(shí)間在結(jié)構(gòu)相變溫度開始緩慢上升，并在自旋密度波相變溫度表現(xiàn)出準(zhǔn)發(fā)散的行為。通過(guò)RothwarfTaylor模型的擬合分析我們發(fā)現(xiàn)該樣品在結(jié)構(gòu)相變之間已經(jīng)

4、有能隙的打開了，這個(gè)結(jié)果與我們組之前的紅外光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。稀土金屬三碲化合物TbTe3是典型的準(zhǔn)二維結(jié)構(gòu)化合物，并在336K發(fā)生費(fèi)米面嵌套驅(qū)動(dòng)的電荷密度波相變。我們通過(guò)紅外光譜和超快泵浦探測(cè)的研究發(fā)現(xiàn)該樣品出了336K的相變以外在165K附近發(fā)生了第二次電荷密度波相變。雖然重稀土金屬三碲化合物DyTe3，HoTe3，ErTe3和TmTe3也經(jīng)歷了兩次電荷密度波相變，但是我們?cè)赥bTe3單晶中發(fā)現(xiàn)的新的電荷密度波序無(wú)論是相變溫度還是能隙