Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
Кроме полос (о которых говорилось выше), соответствующих поглощению решети и, в спектре сплавов с преобладанием герма-
содержание S і, мал. %
Фиг. 10. Зависимость частоты характеристических фононов от состава дли сплавов Ge — Si [40].
Треугольники соответствуют ПОЛІOJUЄ?ШЮ полOOы поглощения примеси.
ния, так же как и в спектре сплавов с преобладанием кремния, наблюдается новая полоса, отсутствующая в чистых кристаллах. Интенсивность этой полосы увеличивается при повышении содержания второй компоненты сплава. Это примесные полосы и их температурная зависимость сходна с температурной зависимостью двухфононных полос, что говорит, вероятно, о наличии механизма взаимодействия второго порядка. По своей зависимости от температуры эти полосы резко отличаются от однофононной полосы [24] в облученном кремнии. Примесная полоса в почти чистом кремнии располагается при 506 см-1, или 0,0626 зв, тої-да как поло- В. Спитцср
се ТО (см. табл. 8) соответствуют значения 0,0598 и 0,0603 эв. Полосы же с температурной зависимостью, характерной для однофононных полос, пи в одном образце не были обнаружены.
6, A PC FJT ИД ГАЛЛИЯ
Лрсенид галлия — это первое из рассматриваемых нами соединений типа A111Bv. Как и остальные соединения такого тина, он кристаллизуется в структуре цинковой обманки и неактивен к инфракрасной области. В работе Кохрана и др. 141] приводятся подробные данные по поглощению его в области 1000 еж-'— 300 см~1 и при различных температурах. Зависимость коэффициента поглощения от энергии фотонов представлена на фиг. 11. Шестнадцати наблюдающимся максимумам приписывают разные комбинации из пяти характеристических фононов, обозначаемых символами TOu TO2, LO, LA и ТА (табл. И). В работе [42] те же
Таблица 11
Характеристические фононныс энергии н их комбинации, приписываемые наблюдающимся максимумам длн GaAs
Положе- Приписываемая комбинация фстоііон Положе- Приписываемая [{ОмбиіЕацин фон U EIOB
ние максимума. :>ч ние максимума. от
0,0955 [TOi -I -TtO2+TO2 1 0,0324+0.0316+0.0316 0,058 ILO + LO 10,029+0,029
0,0885 I ГО,+ T1O1 + LA \ 0.0324+0,0324+0,0237 0.0565 I TOi ¦ ] LA \ 0.0324 |-0,0241
0,0860 I TOs+ TO2+LA \ 0,0316 1-0.0316+0,0228 0,0548 I TO2 + LA \ 0,0316+0,0232
0,0735 / TOi -I TO1 + ТА \ 0.0324+0,0324 ! 0,0087 0,0510 ILO \-LA \ 0.0288+0,0222
0.0716 (?) \ТО2 + ТО2+ТА I 0.0316 1-0,0316+0.00« 0,048 (?) I LA+L Л \ 0,024+0,024
0.0648 і ТО, + TOt \ 0,0324+0.0324 0,0413 (TOi+T А \ 0,0324+0.0089
0,0631 I TO2+TO2 I 0,0316 | 0,0316 0,0398 і TO2 +T А \ 0,0316+0,0082
I TOi +LO 0,038 I LO+ ТА
1 0,0324-0,0288 1 0,029+0,009
0,0612 QJlll ITO2 +LO (0,0316+0,0296
максимумы вместе с максимумами при ~0,067, ~0,053 и 0,0444 эв (фиг, 11) интерпретируются с помощью другого набора пяти Длина Волны, мн 33 30 Zd
ОЩ
Энергия, эв
Фиг. 11а. Спектр решеточного поглощения ВЫСОКООМИОГО в интервале от 28 до 33 мк [41]-
Длина волны, ^tH 24 22 20
GaAs л-типа
ms
Ц050
0,055 0,060 Эпергия, эв
Ф и
Цб. Спектры решеточного поглощения высоноомного GaAs «-тика в интервале от 18 до 28 мк при 20. 77 и 293° К [41]. 56
В. Спитцкр
Длина волны, мк
Фиг. 11в. Спектры решсточвого поглощения высокоомвого GaAs п-тива в интеррале от 10 до 18 мк при 77 и 293° К [41].
характеристических фононов. Оба набора характеристических фононов приводятся в табл. 12; данные Кохрава помещены в 1-м
Таблица 12
Два набора характеристических фононных энергий для GaAs
1-й набор фоиоцов й набор фононов
V. CjH-I Е, вв V, СЛ4-1 Jl', Эв
TO1 TOz LO LA ТА 262 255 239—232 195—180 73—68 0,0324 0,0316 0 029(5—0,0288 0,0241-0,0222 0,0090—0,0082 vI V2 V3 V4 V5 262 247 207 181 127 0,0324 0,0306 0,0256 0,0224 0,0157
столбце. Для обоих'наборов теоретическая температурная зависимость полос поглощения хорошо согласуется с экспериментом.
G такой неоднозначностью в выборе характеристических энергий фононов мы встречаемся и в других случаях (InP, CdS 58 »
В. Спитцер
и ZnS). Поэтому при отсутствии дополнительных данных об инфракрасных споктрах, например о положении низкоэнергетических разностных полос, нам приходится прибегать к другим предположениям, Чтобы иметь возможность сделать выбор между двумя рядами фононов. Напомним, что ни один набор не может быть вполне правильным в силу тех предположений, на которых основаны попытки пайти положение всех максимумов, опираясь всего лишь на несколько одних и тех же (или почти одних И тех же) значений энергии фононов- Но в наборе 2 отсутствует низкоэнергетический фонон ТА, существование которого предсказано расчетами, основанными на оболочечной модели (см. фиг. 1), и подтверждено опытами по рассеянию нейтронов [431 (фиг. 12). Систематика энергий фононов для кристаллов типа Aiv1 A111Bv и A11Bvi также свидетельствует в пользу набора 1. Набор 2 дает значение LO/ТО)2 = О,CG, плохо согласующееся с данными фиг, 2,
7. ФОСФИД ГАЛЛИЯ
В работе Клейнмапа и Спитцера [22] приводятся значения коэффициента поглощения фосфида галлия, измеренные в области от 1000 до 400 елі-1 - Образцы обнаруживали довольно сильное поглощение на свободных носителях, так что для того, чтобы получить точные данные по поглощению решетки, приходилось понижать концентрацию носителей путем компенсации. Диффузия
