Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
Обнаруженным полосам могут быть приписана различные комбинации четырех характеристических фонопов (табл. 15).
Таблица 15
Комбинационные полосы в InAs
Максимумы поглощения, CAt-I Комбинации фононоп, соответствующие максимумам поглощения Энергия, ' соответствующая комбинации, CM 1 Максимумы поглощения. Комбинации фи HOlJO в, соответствующие максимумам поглощении Яйергия, соответствующая комбинации, см-1
444 ZTOi т 366 TOiJrLA 365
428 ZTO2 428 1 357 TO2A-LA 357
¦419 TOlJrLO 418 336 LO+ LA 339
409 TO2JrLO 410
Примечание. Характеристические фокооы: ТОі = 222 см-і, ТО2 = 214 м-1 LO = 106 СЛІ-I, LA = 143 CJM-1. TA = ?.
Эти значения энергии фопонов следует рассматривать как предварительные, так как еще не проведены исследования на различных образцах и при низких температурах. Но интерпретация, по-видимому, правильная, поскольку здесь отсутствует комбинационная полоса TOi + TO2, как и должно быть, если фононы возникают за счет областей с высокой плотностью состояний при разных q. То обстоятельство, что отсутствует полоса 2LO, также согласуется с тем, что полосы TO1 -(- LO и TO2 + LO слабее полос 2TOi и 2TO2.
Выбор фононного ряда TOi, TO2, TjO и LA, а не ТО, LO, LA и ТА диктуется главным образом величинами энергии фононов. Если принять второй набор, то плохо выполняется правило сумм Броута, тогда как первый набор обеспечивает хорошее согласие с пим (в пределах 6% и менее) при условии ТА LA/2. Последпее условие хорошо выполняется для всех веществ, приведенных в табл. 3, за исключением алмаза. Если принять первый набор фононов, то наблюдается также хорошее согласие с закономерностями, приведенными на фиг. 2 и 3. (Относительно новых измерений инфракрасного испускания, а также анализа критических точек данного вещества см. работу [18].) Гл. 2. Многофононное решеточное поглощение
10. ЛНТИМОНИД ИНДИЯ
Первоначально некоторые комбинационные полосы антимонида индия наблюдали Спитцер и Фэн [48]. Детальные же измерения в широкой области частот от 600 до 77 с*"1 и при рааных температурах (от 291 до 20° К) провел Фрзй с сотрудниками 1491. Результаты оптических измерений, интерпретации полос с помощью характеристических фононов и сравнения экспериментальных и расчетных данных по температурпой зависимости представлены на фиг. 16 и в табл. 16. Отметим, что в спектре InSb с низкоэнерге-
Таблица 16
Комбинационные полосы в InSb
Положение максимумов поглощения , ЄМ-І Экспериментальная относительнак интенсивность Комбинации фононов, соответствующие максимумам поглощения Теоретические положение максимумов, OjM-I Теоретическая относительная Интенсивность
20« К 77° К 90° К 2.0° К 77° К '1ч К
538 ZTO 537
513 _ — - ZTO+ LO 513 — _ —
488 - — — ТО+ ZLO 489 - — —
475 — — — ZTO+LA 476 — — —
456 — — — 3ТО или 465 или 442 — — —
ТО+ LO+LA
426 — - — 2LO + LA 428 - — —
413 — — —. ТО-} ZLА 415 — - —
360,5 1 1,08 1,13 2тО 358 1 1,07 1,12
336 1 1,10 1,15 ТО+ LO 334 1 1,09 1,15
297 1 1,14 1,25 ТО+ LA 297 1 1,16 1,24
27-1 1 1,17 1,26 LO+ LA 273 1 1 18 1,27
136 0 0,8 1 TO-TA 136 0,06 0,83 1
85 5 — — — ZTA 86 —
Примечание. Характеристические фоноиы: TO= 179 ГМ-1, LOz= 155 сл-і, LA= 118 см—11 ТА = 43 см-1.
тической стороны от однофононной полосы ТО (Г) (181,5 наблюдается полоса ТА -(- ТА при 85,5 см~х. Для таких измерений требуются прибори, работающие в далекой инфракрасной области,
И. ФОСФИД ИНДИЯ
Попытки определить характеристические фононы для фосфида индия основываются на анализе спектра поглощения, измеренного Ньюменом [50]. Хотя измерепия (фиг. 17) не очеш, детальны, они поаволяют все я?е провести приблизительный анализ. Полученные в результате такого анализа величины [13] соответствуют положе- Млина валиш, ми 25 ZO П
Вплнобое числоі ом'1
Ф н г- 16а. Коэффициент поглощения IiiSb в области 6003—50 см~при 90° K [49].
Длина 5олны,ми
11 1 і і п і 1 і
ш X
\ Край
фононного \п0глощения
> і i il i4--
320 310 3S0 380 400 ВолноВое число,см'
Ф н г. 166. Коэффициент поглощения InSb-в области 400—320 см~] [49], Длина волны, ш
/00 вО 52 40 30 25
Волновое число, см'' фиг. Юл. Процент пропускания InSb в области 400—100 с.«"1 [49]
Длина волны, т
Фиг. 16г. Пропускание InSb в области 110—75 см'1 при 4 2° К К9|. Толщина образца 4,5 мм.
3-1289 66
В. Спитцер
нию наблюдающихся полос поглощения и систематике фононов, о которой говорилось в § 2. Если LO = 318 cjk.-1, ТО — 329 см'1, LA = 150 см-1 и ТА = 62 см~1, то полосам 379, 403, 442, 467, 633" и 658 см'1 будут соответствовать следующие комбинации фононов: W -4- ТА, LO Ц- LA — ТА, LO 2ТА, LO ± LA, 2LO и 2ТО. Перегибу при ~492 см-1 может соответствовать комбинация
0,07
Энергия, эб
Фиг. 17. CiiuitTp поглощения InP с л — 5-Ю"15 с.и-3 в области остаточных лучей (прв 300° К) {50).
ТО Ц- LO — LA. К сожалению, ещо не проведены низкотемпературные измерения. Они очень облегчили бы проверку таких сочетаний, как LO -[- LA — ТА и ТО Ц- LO — LA. Максимуму поглощения при 403 еж-1 (0,050 эв) приписывается комбинация фононов LO -f- LA — ТА, что кажется нам странным, поскольку коэффициент поглощения в этом максимуме больше, нежели в любой из двухфояояяых полос.
