Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
Mqcc и Хоукинс [41] измерили коэффициент поглощения GaAs в области края поглощения, дополнив данные Стерджа. Материал был с концентрацией электронов 3-Ю18 елі-3, толщина самых 460
Б. Серафим,. X. Beattemm
тонких полированных образцов определялась интерфер о метрически. Результаты измерений, согласуются с данными Стерджа [39] только по порядку величины, но такое согласие можно считать удовлетворительным для области длин волн, где поглощение очень сильно зависит от степени легирования.
Марпл [40] измерил коэффициент преломления вблизи края поглощения очень точным методом призмы. Материалом для изготовления призмы в одном случае служил нелегированный, выращенный методом лодочки арсенид галлия с концентрацией доноров 6-Ю16 елі-3, а в другом случае — специально легированный с содержанием теллура 5,5-1017 см~3. Различие в данных для обеих призм не превышало возможной систематической ошибки. Вероятная систематическая ошибка была оценена как ±0,002, случайная ошибка ±0,001. Погрешность в определении температуры составляла ±3° К, а в длине волны ±0,001 мк.
Марпл [40] провел анализ своих данных методом наименьших квадратов с помощью соотношения Селмейера первого порядка
В таблице, помещенной ниже, приводятся рассчитанные на ЭВМ параметры равенства (4) при трех различных температурах, при которых проводились измерения. Величина А В дает высокочастотную диэлектрическую проницаемость.
Тсмиература. грал л А п А + в Ci
103 185 298 8,720 8 598 9,950 2.053 2,242 2 054 10,773 10,840 11,004 0,358 0,353 0,390
По этим даппым Марпл [40] рассчитал также величину [и + 4- V (dn/dv)) как функцию энергии фотопа при 300 и 103° К. Этим параметром определяется частотный интервал последовательных элементарных мод в резонаторе Фабри — Перо длины I согласно соотношению
1
^v ~ 21 |B-j-v(dn/dv)| '
и им часто пользуются нри интерпретации линейчатого спектра лазера на GaAs.
Хемблетоп и др. [42] также воспользовались методом призмы для определения коэффициента преломления при четырех длинах волны в ближней инфракрасной области. Они проводили измерения па материале с высоким сопротивлением и концентрацией Гл. 11. Оптические параметры ряда соединенчй 456
носителей менее IO8 елі-3. Ошибка при определении п составляла ±0,007.
Значения п и к при % — 5461 А были определены Зайнингером и Ревешем [43] с помощыы эллипсометрического метода. Значение к прекрасно согласуется с данными Стерджа [39]. Значение п несколько выше данных других авторов, но оно приведено в работе [43] лишь как верхний предел для п.
Осуолд и Шейд [34] измерили интенсивность отраженного и проходящего света в области длин волн от фундаментального края поглощения до 15 лік и рассчитали оптические параметры но этим данным. Были приняты меры для подавления отражения от обратной поверхности образца. Интерференционные эффекты отсутствовали, так как толщина образца превышала 100 длип волн и он имел слегка клинообразную форму. Толщина образцов измерялась при помощи микроскопа. Пучок сравнения получался в результате отражения света от самого образца после нанесения па пего алюминиевого покрытия. Это позволяло использовать ту же эффективную апертуру для падающего пучка и скомпенсировать погрешности, обусловленные несовершенствами поверхности образца. Никакой информации о материале не приводится, за исключением того, что он обладал высоким сопротивлением.
Баркус и др. [44[ определили показатель преломления и коэффициент экстинкции в области длин волн от 2 до 22 мк, измеряя отражение плоскополяр изо ванного света при двух углах падения его на поверхность кристалла. Измерения проводились на поликристаллическом арсениде галлия «-типа с концентрацией носителей определенной но эффекту Холла, равной 6,9-10" слі-а. Было установлено, что в этой области спектра коэффициент экстинкции менее 0,1, и он не учитывался нри расчете коэффициента преломления.
Ряд авторов исследовал спектр отражения арсеннда галлия в инфракрасной области с целью изучения спектра колебаний решетки [45 —48]. Полученные ими данные по отражению оказалось возможным анализировать в соответствии с классической дисперсионной теорией и описать в случае GaAs одним осциллятором. Путем подгонки под экспериментальную кривую отражения можно определить три дисперсионных параметра — силу осциллятора, дисперсионную частоту и константу затухания. Если эти параметры известны, то две оптические констаиты можно вычислит ь^ & [вдует, однако, помнить, что результаты такого расчета очень чувствительны даже к небольшим возможным вариациям абсолютного значения отражения, обусловленных поверхностными эффектами, и это может приводить к заметным изменениям в величине оптических параметров. Эти трудности добавляются к экспериментальным трудностям в данной области длин волн. 462
Б. Серафин. X. Бешіетт
Пирью и Кабани [47] опубликовали величины п и А, полученные в результате дисперсионного анализа, проведенного ими в диапазоне 1—40 мк. Характеристики исследованного ими материала не приводятся, нет и подробностей эксперимента. Полученная ими дисперсионная частота в пределах 2% согласуется величинами, приведенными Хассом и Хенвисом [45] и Пайкусом и др. [48].
