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摘要
本文采用透射式太赫兹时域光谱技术研究0.3-2.5 THz范围内本征GaSe、S掺杂2.5 mass% GaSe和S掺杂7 mass% GaSe晶体的电导率特性，并利用Drude-Smith-Lorentz模型对复电导率进行了很好的拟合。研究发现GaSe晶体的电导率实部随S掺杂浓度的增加而减小，主要是由于S掺杂使GaSe晶体的费米能级逐渐向电荷中性能级转移，载流子浓度下降引起的。本征GaSe和S掺杂2.5 mass% GaSe在约0.56 THz处有明显的晶格振动峰，而GaSe: S 7% 在0.56 THz附近无晶格振动峰，这主要是由于S掺杂提高了晶体的结构硬度，减弱了晶体的层间刚性振动。且三个样品均在约1.81 THz处存在明显的窄晶格振动峰，强度随S掺杂浓度的增加先减小再增大，主要是由于S掺杂降低了GaSe的局部结构缺陷，减弱了窄晶格振动峰强度，而过量的S掺杂生成β型GaS晶体，进而增加晶体的局部结构缺陷，窄晶格振动峰强度随之增强。GaSe晶体约在1.07 THz和2.28 THz处的宽晶格振动峰强度随S掺杂浓度的增加而减弱甚至消失，主要是由于S掺杂产生替位杂质（S取代Se）和GaS间隙杂质，降低了基频声子振动强度，从而减弱了晶体二阶声子差模引起的晶格振动。结果表明，S掺杂可以有效抑制GaSe晶体的晶格振动，降低电导率，减少在THz波段的功率损耗。此研究为低损耗THz器件的设计和制作提供重要的数据支撑和理论依据。
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单位红外物理国家重点实验室; 上海电力大学; 中国科学院上海技术物理研究所
