Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Уиллардон Р. -> "Оптические свойства полупроводников" -> 132

Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.

Уиллардон Р. Оптические свойства полупроводников — Мир, 1970. — 488 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskiesvoystvapoluprovodnikov1970.djvu
Предыдущая << 1 .. 126 127 128 129 130 131 < 132 > 133 134 135 136 137 138 .. 165 >> Следующая


Спитцер и Уилан 120] провели измерения на нескольких образцах GaAs. Концентрация носителей в них была 5,4; 1,12; 1,09 и 0,49-Ю16 елі-3. Соответствующие значения т„ оказались равными 0,089 т, 0,079те, 0,079 т и 0,078^. Кардона 131] воспользовался выражением

¦^+[(^Г+^'Г <2<>

для минимума зоны проводимости с k = 0. Здесь константа ? — матричный элемент импульса при переходе между зоной прово-

Д, мк

Фиг. 4. Спектры отражения нескольких образцов InSb га-тица с разной концентрацией носителей [30).

1 — лрл 3 5- io1' Cjk-'; 2 — прп 6,2*10" си-3; S — при 1,2 10і' см -"; 4 — гтри 2.8 X X IO1' см—'; S — при 4-Ю1* см—1. Кривая, помеченная буквой n, -- показатель преломления для обрааца с Л" = 6,2-10" см-'.

димости и валентной зоной при k = 0, a Eg — ширина запрещенной зоны. В таком приближении эффективная масса, найденная из экспериментов по фарадеевскому вращению, совпадает с т3. 398 »

X. Флі

Кардона провел измерения фарадеевского вращения на GaAs и интерпретировал изменения эффективной массы в его данных по отношению к данным Спитцера и Уилапа на основе выражения (21). Как уже говорилось выше, когда е не просто квадратичная функция к, масса ms может зависеть от температуры. Экспериментально установлено, что в интервале температур 100—296° К величина Ttis для GaAs [31], TnAs [31] и InP !32] изменяется всего лишь на несколько процентов. Слабый телщературный эффект был объяснен Кардоной на основе учета температурных изменений эффективной массы, обусловленных расширением решетки, которые компенсируют ИЗЛ1СНЄНИЯ ITlti вследствие распределения носителей.

Для InAs Спитцер и Фэи [30] получили ms = 0,030тп для образца с А' = 2,4-IO'7 см~* и ms = 0,033m при N = l/i-1018 см Кардона ]31] нашел ms = 0,052m при N = 5,2 1018 г.«-3 и из экспериментов по фарадеевскому вращению получил значение эффективной массы 0.027т для образца с N — 4ДМ01в см~1. Разницу в величинах т?, полученных разными способами, Кардона объяснял па основе выражения (21).

Измерения отражения, проведенные [32, 33] на образце InP с iV a 5-Ю'8 см~3, дали величину m„ = 0,26, что значительно превышает значение эффективной массы 0,07т. полученное в результате измерений фарадеевского вращения па образце с, Ar = 10'8 см~н. Причины такого болмггого расхождения пенены.

В случае GaSb положение осложняется тем, что здесь имеются минимумы (111) зопи проводимости, которые близки it самому низкому минимуму при k = 0, с энергией разделения А = 0,07 ав-При не очень низких температурах и концентрациях носителей носители будут и в самых низких долинах и в долина\ (111).

В этом случае выражение для восприимчивости принимает вид 129]

Y ___!__г2 TfjJJJ Zi . (22\

AHM«w®»L 1*1 (I-^y)2 \ - ™SJJ • { у

где X — Iizfnu у = fXa/fx,, Ун = Цнг/[іні, величина Rlf — постоянная Холла, ипдекс 1 относится к центральному минимуму, а индекс 2 — к долине (111). Измерения отражения были проведены Спитцсром [29| и Кардоной [34]. Беккер и другие [29] получили значения А, у и Ind2/tn J1 (отношение масс плотпостей состояния) из других измерений и рассчитали отношение m.s2/m(j2 Для долин (111), пользуясь данными Спнтцера. IIo отношению InsiITThti было вычислено отношение продольных и поперечных Aiacc для долин (111). Гл. 9. Оптические аффекты, гвяааниые. со свободными носителями. 9-

4. ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ДЫРОК

В случае дырок проблема определения влияния свободных носителей на восприимчивость еще сложнее из-за переходов между валентными зонами. Восприимчивость, в которую вносят свой вклад межзонные переходы, связана с межзонным поглощением соотношением

у f fJlj (V1)

7;, (V)J (23>

где индексы і и j соответствуют двум рассматриваемым зонам,, а величина Oij- (V1) — .электропроводность, соответствующая меж-зовному поглощению на частоте V1. В зависимости от частоты v восприимчивость моїкет быть либо положительной, либо отрицательной. Чтобы найти вклад ^t. свободных носителей, из экспериментальных значений % нужно вычесть Xjj- (v).

Как указывалось выше, поглощение в соедипспиях р-типа определяется в основном межзонными переходами. Хотя влияние-свободных носителей усиливается при увеличении длины волны, в области 10—30 мк поглощение, обусловлсппое переходами: между зонами тяжелых и легких дырок, еще ДОВОЛЬНО велико. Но это не означает, что восириимчивость, связапная с межяон-ными переходами, намного больше восприимчивости, обусловленной влиянием свободных носителей.

Спитцер и Фэп [30] показали, что в образце германия величина для меяезонных переходов в 3—4 раза меньше, чем 4яхс для свободных носителей. Межзонное йог лощение а/Л' В соединениях AlltBv близко ПО иорядку величины It Поглощению в германии, соответствуя примерно такому же значению 4лхН[,. Б то JKe время величина 4яхс должна быть больше, чем в германии, в основном благодаря меньшим значениям эффективных .масс. В пренебрежении межзонным значением ^ti^hl но данным об отражении были вынислены величины ms для IuSb [301 и GaSb [20]; они оказались равными 0,20т и ~0,23wi.

ЛИТЕРАТУРА

1. Fan If. "Y., В е г, Ii (; г M., и цпиге Semi-conducting Materials. Loei-don-Washing! Oee , 1мМ, p. 132.
Предыдущая << 1 .. 126 127 128 129 130 131 < 132 > 133 134 135 136 137 138 .. 165 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed