超快动力学基础及应用

\"随着激光脉冲技术与应用的飞速发展，尤其是超快激光技术的日趋成熟，超快激光脉冲被应用于探索物质的结构及物理与化学变化等瞬态动力学行为与过程，为传统的物理、化学、生物、医疗、制造等领域开辟了新的发展方向，涉及电子弛豫、电荷转移、化学价态变化、结构相变等多种超快物理过程，其时间范围落在飞秒（10-15s）到皮秒（10-12s）量级。长期以来，人们一直致力于研究超快时间范围内的关键过程，通过观测技术的研发，不断突破认知边界，开启并形成了多个科学与工程中的全新超快动力学研究领域。 眼见为实（seeing is believing），我们需要各种探测手段来看到超快过程到底发生了什么，从而研究这段超快过程的机理，本书结合实际应用详细介绍了超快动态过程的理论基础及多种观测手段的应用研究，服务于新能源、半导体、集成电路、医疗等国家重大需求领域。 本书针对教师、研究人员、学生等学术界人士，同时也针对对超快世界感兴趣的广大读者，旨在能够了解超快动力学的基础知识，将书中理论知识应用于实际研究中。\"

孙靖雅，北京理工大学研究员，博士生导师，入选国家级高层次青年人才。孙靖雅长期从事激光微纳制造及微纳光电材料与器件领域，重点研究电子动态高时空分辨观测与调控，解决时空分辨率难以兼顾的国际难题，率先实现纳米尺度和飞秒量级高时空分辨原位观测，成果应用于国家重大需求中复杂微纳结构高精度加工与超快检测。主持国自然、军科委、科技部及教育部等多个项目；担任4种国际期刊编委及7种SCI期刊审稿人；获第12届上银优秀机械博士论文奖导师奖。

第1章 绪论 1.1 超快激光动力学简介 1.2 非线性光学简介 1.3 半导体及其光电特性 参考文献 第2章 超快动力学过程机理 2.1 超快激光与材料相互作用的超快过程 2.1.1 超快过程概述 2.1.2 载流子激发 2.1.3 热化 2.1.4 相变过程 2.1.5 电子和结构动力学 2.1.6 等离子体膨胀与辐射 2.2 平衡载流子与非平衡载流子 2.2.1 两种载流子 2.2.2 杂质和缺陷 2.3 杂质半导体中的载流子统计 2.3.1 杂志能级 2.3.2 载流子统计 2.3.3 费米能级和杂质浓度 2.4 弛豫时间和寿命 2.4.1 复合的分类 2.4.2 直接复合及载流子寿命 2.4.3 间接复合及载流子寿命 2.4.4 載流子寿命与费米能级的关系 2.4.5 载流子寿命与复合中心能级的关系 2.4.6 载流子寿命与温度的关系 参考文献 第3章 超快动力学过程光学探测 3.1 泵浦探测技术 3.1.1 泵浦探测技术简介 3.1.2 飞秒时间尺度等离子体激发的观测 3.1.3 皮秒-纳秒时间尺度等离子体和冲击波喷发的观测 3.2 时间分辨等离子体图像和光谱技术 3.3 条纹相机 3.4 光学克尔门 3.5 频率上转换门 参考文献 第4章 超快动力学过程高时空分辨四维电子探测 4.1 原子尺度的时间分辨率 4.2 从定格摄影到超快成像 4.3 单电子成像 4.4 亮度、相干性和简并度 4.5 超快动力学可视化基本装置 4.6 超快动力学可视化机理研究 参考文献 第5章 超快动力学在二维材料加工领域的应用 5.1 超快激光微纳加工领域应用概述 5.2 飞秒激光加工二硫化钼的时间分辨观测 5.2.1 实验原理与数据分析