Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
1. ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО МАГНЕТООТРЛЖЕНИЮ а. Магнетоплазжпное отражение
Изложенная выше теория, основанная на классических представлениях, очепі, полезна для интерпретации магнетооптических явлений, но во многих экспериментах обнаруживаются такие детали, которые можно объяснить только на основе квантово ,механической зонной теории. К ним отпосятся, например, непараболичность закона дисперсии, анизотропии эффективных масс, эффективный ^-фактор. Наконец, дискретності, уровней Ландау также есть проявление квантовомеханических закономерностей, В данном параграфе мы подробно рассмотрим лишь некоторые наиболее интересные эксперименты и попитаємся по возможности дать ссылки на все опубликованные экспериментальные работы по маг-негоіілазменньїм явлениям в полупроводниках A111Bv,
Первыми измерения магнетоплазменного отражения ііровели Лэкс и Райт [21] на аитимониде индия и в селениде ртути п-типа в условиях, ко і да свет падал перпендикулярно магнитному полю, Дальнейшим исследованиям на антимониде и арсепиде индия была посвящена работа Райта и Лэкса [10]. Измерения Пэйаика и др. [8] на антимониде индия re-типа при параллельной ориентации магнитного поля и луча света, поляризоваппого по левому шри правому кругу, отчетливо »оказали, что зяак сдвига минимума совпадает со знайом поляризации, так паи это Гл. 10. M агнетоплазменные эффекты
421
дается в табл. 4. Результаты этой работы представлены па фи с, 4, Теоретические кривые построены путем подбора параметров т*/т, T = V-1 и N в выражениях для к и А; в табл. 2, причем коэффициент отражения R вычислялся по формуле (11). Снядовер и др. [22] исследовали поперечный магнетоплазменный эффект в аптимониде индия я-типа при N IOis см~3, Мэнсфилд измерил поперечное магнетоплазмсппос отражепие в СВЧ-диапазоне на антимониде индия с низкой концентрацией электронов при M < [231.
В работах Лэкса [24, 25] говорится об экспериментах Липсона, Звердлинга и Лэкса [26], в которых измерялось инфракрасное отражение при фиксированной энергии фотона в зависимости от магнитного поля на антимониде индия при комнатной температуре, Результаты измерений согласуются с общим характером зависимости коэффициента отражопия от магнитного поля вблизи o»p, который следует из фиг. 1- Эдварде и Мейкер 127] показали, что край плазменного отражения чувствителен к концентрации носителей N и что по положению края поглощения можно судить о неоднородности концентрации носителей вблизи поверхности образца.
IIa других полупроводниках также был выполнен ряд измерений магнитоплазменного отражопия. На сульфиде свинца «-типа такой эффект паблюдали ІІзйлик и др, {8|, Хармен и др, [28] определили эффективную массу носителей в твердых растворах теллурида кадмия и теллурида ртути по измерениям плазменного магнетоотражения. Дрессельхауз и Мавройдес [29] исследовали этот эффект на серебре в ультрафиолетовой области [29|. Поперечный магнетоплазменный эффект должен быть анизотропным в полупроводниках с кубической симметрией, у которых изоэнергетические поверхности эллипсоидальны [21]. Тейтлер и др, [30] установили на германии истица, что это действительно так. Интересную методику эксперимента предложили Макэлистер и Штерн [31], которые обнаружили резонансное поглощение вблц?и при скользящем падении света на тоHitjau пленку серебра в нулевом магнитном поле, когда электрический вектор падающей волпы мог возбуждать плазменные колебания.
б. Поворот плоскости поляризации и эллиптичность, возникающие при магнето плазменном отражении
Л экс и Звердлинг [321 указали, что эти эффекты удобно измерять в окрестности <±>р, и такие измерения были проведепы Пэй-ликом и др. [8] на антимониде индия re-типа как при поперечной, так и при параллельной ориептации луча света относительно магнитного поля, Некоторые результаты этих измерений пред- 422 і E. Пайляк и Дж. Райт
ставлены на фиг. 8—10. По расстоянию между максимумами эллиптичности при параллельной ориентации можно определить toc. Обычпо измеряют квадрат эллиптичности. Значения параметров, полученные при расчете кривой, соответствующей экспериментальным данвым, указаны в подписях к фигурам. Угол поворота и эллиптичность сильно зависят от времени релаксации т, которое принимается постоянным в модели Друде. Расчетные кривые находятся в хорошем, но не полном согласии с экспериментальными данными. Причиной этому могут быть ошибки эксперимента, обусловленные недостаточно высоким качеством поверхности или низким спектральным разрешением, а возможно, и грубость теоретических предпосылок, в частности предположение т = const. Следует отметить, что рассматриваемый эксперимент не дает новой информации сверх того, что можно получить из магнетоотражения. Но поляризационный эксперимент обладает тем преимуществом, что не требует абсолютного измерения коэффициента отражения. Штерн и др. [33] поставили подобный эксперимент на алюминии в видимой области спектра при частотах, гораздо меньших плазменной; Вродвин и Верной [34] исследовали этот эффект на полупроводниках в СВЧ-диапазоне также при частотах, меньших плазменной.
