2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体的极化激元

半导体的极化激元 半导体的极化激元 光与介质相互作用两个层次： ●弱耦合：电磁波与介质的激发作为 独立的体系处理. 说明： ① 仍是高反射区域.由于 很大（吸收系数 ）,界 面多次反射被抑制. ②在 区域. (a) 图中不存在振荡，这是因为(a)中 平板的厚度 都没有产生相干叠加. 反射光以及透射光 (b) 图中存在振荡,这是因为平板的厚 度 反射光以及透射光产生相干 叠加, 形成FP模. 而 区域内不存在传播模， 因此，任何情况下平板都不可能形 成FP模. ③在 区域, 随 增加, 减 小. 这是由于 增大，减弱了后界面 光的反射. 在 区域, 随 增加, 增加. 这是由于 减弱,从而后界面光的反 射增强. ④ 和 谱的变化相反. 4.5邻近共振的相互作用 考虑样品存在两个相邻的共振频率 （如ZnO中 设在这两个相邻的共振频率处振子 强度相同，且不考虑阻尼和空间色 散，那么介电函数为 激子），假 其中 ZnO 非交叉原理：如果两个能级 与 发生耦合，则两个能级无交叉点. 交 叉点的分裂与两个能级的耦合强度 成正比. 而介质(振子)的极化又产生电磁辐射, 反作用于入射电磁波.光与介质强耦 合导致极化激元的产生. ●强耦合：入射电磁波使介质极化 5.1极化激元 1.极化波 ●极化强度 上式表明：在 或 条 件下,从 ～半导体的最高本征 频率范围内, 即介质的极化现 象总是存在的,由此极化波总是存在 的.固体中,从IR,VIS至UV, “力学” 极化波与电磁波总是混合存在的. ●极化波 不同离子的相对运动: 格波. 独立共振时： 同时共振时： 原因：紧邻能级之间相互排斥。 $$