具体测试对象:
手性钙钛矿薄膜及单晶、拓扑绝缘体
二维过渡金属硫族化合物手性结构、稀磁半导体量子阱
铁磁/半导体异质结构、手性有机-无机杂化半导体
自旋注入发光器件、手性金属-有机框架发光材料等
原理:以线偏振或非偏振光激发样品产生光致发光,通过四分之一波片与线偏振分析器交替采集发射光的左旋与右旋圆偏振分量强度,计算圆偏振度随发射波长的变化。圆偏振度反映激发态载流子自旋极化率或手性诱导的自旋选择发光效率。
作用:表征手性半导体中自旋极化载流子的辐射复合特性,定量评价手性诱导的自旋选择发光效率。可分析材料本征手性结构对发光的圆偏振调控能力;区分自旋注入极化与手性结构极化的发光贡献;为手性光电器件、圆偏振光源及自旋发光器件的材料筛选提供直接光学判据。
样品须为薄膜、单晶或溶液态,薄膜须沉积于无荧光衬底上。表面须平坦以降低散射退偏。激发光源线偏振度须标定,非偏振光激发须确认无残余偏振。收集光路偏振传递函数须已知并校正。低温测量可抑制声子散射以增强圆偏振度。环境须避光,避免环境光叠加干扰。
3.1薄膜干涉效应对偏振态的调制。
衬底-薄膜-空气多层结构中的多光束干涉会选择性增强或抑制特定波长和偏振态的出射光强度,使圆偏振度光谱叠加与材料本征发光无关的周期性调制。须通过光学建模分析薄膜干涉对各偏振分量的影响,或在样品背面粘贴黑胶带、采用楔形衬底抑制背反射干涉。
3.2光生热效应引起的自旋弛豫加速。
高功率激发下局部升温使晶格散射增强,自旋弛豫速率增大,圆偏振度随激发功率升高而下降,不能反映低激发条件下的本征自旋极化。须在多个激发功率下测量圆偏振度,外推至零功率获取本征值,或采用低温恒温器保持样品温度恒定。

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