Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смит Р. -> "Полупроводники " -> 133

Полупроводники - Смит Р.

Смит Р. Полупроводники — М.: Мир, 1982. — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 219 >> Следующая

приводящими к тому, что переходы с участием оптических фононов становятся
маловероятными [40].
R случае Si значительный вклад в поглощение вносят как акустические, так
и оптические фононы, причем для согласования теории с экспериментальными
данными, полученными с помощью спектральной аппаратуры высокой
разрешающей способности, необходимо было привлечь как продольные, так и
поперечные типы двух видов колебаний. Энергии фононов и соответствующие
им значения 0(?D=k0) при k=kraax оказались следующими.
Акустические фононы ?pt = 0,0185 эВ, ?р1 = 0,0575 эВ,
0t = 212 К, 0, = 670 К,
Оптические фононы ?pt = 0,120 эВ, ?р1 = 0,091 эВ,
9t = 1420 К, 0, - Ю50 К.
В настоящее время правильность такой интерпретации вызывает сомнения.
Считается, что фонон с 0=212 К действительно является поперечным
акустическим фононом, однако фонон с 0=670 К относится к оптическим
фононам. Температуры 0=1050 и 1420 К, по-видимому, соответствуют
комбинациям: поперечный акустический фонон + оптический фонон и
оптический фонон + оптиче-
(аЛ"^,см**-эВ*
10. Оптические и высокочастотные явления
359
Рис. 10.12. Спектр поглощения для Ge [43].
Рис. 10.13. Спектр поглощения для Si [37].
360
10. Оптические и высокочастотные тления
ский фонон. Если это так, то это означает, что продольные акустические
фононы в Si не наблюдались [41].
Высокое спектральное разрешение, использованное в указанных выше работах,
позволило обнаружить участки крутого роста поглощения в Ge и Si, которые
не могут быть объяснены в рамках теории непрямых оптических переходов.
Некоторые экспериментальные кривые для германия показаны на рис. 10.12, а
для кремния - на рис. 10.13. Макфарлан и др. [36] приписали эти аномалии
поглощению с образованием экситоиов. Такой механизм поглощения будет
рассмотрен в разд. 10.6.
Этому кругу вопросов было посвящено большое число экспериментальных
работ. Это не является неожиданным, поскольку точное измерение поглощения
вблизи собственного края дает не только наиболее точную информацию о
ширине запрещенной зоны АЕ, но также информацию о величинах энергии
фононов, соответствующих экстремумам в спектре колебаний решетки,
дополняя, таким образом, результаты, полученные по рассеянию нейтронов.
Эти вопросы широко обсуждались в ряде книг и обзоров [44-47], причем
работы [46, 47] содержат большой объем справочных данных по спектрам
поглощения ряда полупроводников.
10.5.4. НЕПРЯМЫЕ ПЕРЕХОДЫ, kmin=kmax
Если kmin=kmax, то наряду с прямыми "вертикальными* переходами могут
иметь место также и непрямые переходы с испусканием или поглощением
фонона. Однако вероятность таких переходов намного меньше вероятности
прямых переходов. Если принять kmin=kmax=0. т0 окажется, что существенную
роль будут играть лишь фононы с малыми к. Акустические фононы с К~0
обладают весьма малой энергией и могут не приниматься во внимание.
Возможно, однако, поглощение или испускание оптического фонона с К~0,
соответствующего частоте "колебаний v" для остаточных лучей. При
испускании такого фонона поглощение будет иметь место в области частот,
примыкающей к предельной частоте прямых переходов с коротковолновой
стороны, и поэтому такое поглощение будет почти незаметным на фоне
значительно более сильного поглощения, обусловленного прямыми переходами.
Однако непрямым переходам с поглощением оптического фонона должно
соответствовать поглощение излучения, располагающееся с длинноволновой
стороны относительно предельной частоты прямых переходов. Думке [48]
высказал соображение, что небольшой длинноволновый "хвост" у границы
собственного поглощения, обнаруженный на кривой поглощения в InSb (см.
рис. 10.7), обусловлен именно этим механизмом. Такой вид поглощения
должен был бы исчезнуть при низких температурах, когда оптические фононы
практически не возбуждаются, однако имеются указания на то, что небольшой
"хвост" на кривой поглощения сохраняется н при самых низких температурах.
10. Оптические и высокочастотные явления
361
10.5.5. ДВУХ ФОТОННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ
При обсуждении процессов оптических переходов до сих пор предполагалось,
что возбуждение электрона из валентной зоны в зону проводимости
вызывается поглощением одного фотона, поэтому фотон должен обладать
энергией порядка АЕ или больше. Из общих принципов квантовой теории можно
показать, однако, что такой переход может быть вызван двумя или
несколькими фотонами, суммарная энергия которых достаточна для
осуществления перехода. Вероятность процесса с участием нескольких
фотонов быстро уменьшается по мере увеличения их числа, поэтому мы
рассмотрим переходы с участием только двух фотонов. Следует рассмотреть
также роль фононов в таких переходах.
Если два кванта, участвующие в двухфотонном процессе, имеют равные
энергии, то каждый из них будет обладать вдвое меньшей энергией и,
следовательно, вдвое большей длиной волны по сравнению с квантом,
необходимым для возбуждения однофотонного прямого перехода. Так,
например, для возбуждения электроннодырочной пары в полупроводнике InSb,
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed