Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
О поглощении на дырках в InSb />-типа, обнаруживающемся в кривых пропускания, сообщалось Курником и Пауэллом [23]. На фиг. 7, а, б и в показаны кривые излучательной способности InSb для трех температур, а на фиг. 1, г — вычисленные по ним значения коэффициента поглощения. Для образцов с той же концентрацией носителей эти результаты хорошо согласуются с результатами Курника и Пауэлла. Эти авторы сообщают, что поглощение с длинноволновой стороны сравнительно велико для материалов р-типа, а длинноволновый коэффициент поглощения при 77° К больше, чем при 273° К.
§ 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Как было показано, метод измерения излучательной способности соединений группы A111Bv оказался весьма полезным в изучении различных процессов поглощения, вносящих свой вклад в оптические свойства полупроводников. Хотя он не может полностью заменить методы измерения отражения и пропускания, у него имеется ряд преимуществ, а именно:
1. Оптические свойства могут быть исследованы непрерывно в широком диапазоне — от области квазипрозрачности до длин волн, при которых кристалл полностью непрозрачен. Таким Гл. 3. Исследование излучения кристаллической решетки 99
образом, MOHvHO измерять спектр многофононного поглощения и спектр остаточных лучей одним методом на одном образце. Ото видно на фиг. 3 и 6 на примерах InAs и InP.
2. Данний метод превосходен для измерения очень малых коэффициентов поглощения, так как при af -С 1 величина E1^ ft? ft? at.
3. Для обработки данных экспериментов по измерению излучательной способности при at 2,5 [см. выражение (7)1 не требуются точные значения коэффициента преломления.
В ближайшем будущем предполагается продолжить описанные измерения при более низких температурах (4° К) и при длинах волн, больших 100 мк.
Тем самым лы проникнем в новую интересную область исследований, так как при длинах волн, превышающих длину волны остаточных лучей, многие вещества становятся прозрачными при низких температурах. Описанный метод будет пригодным и при изучении разностных полос фотон-фононного поглощения, так же как он уже зарекомендовал себя при изучении суммарных полос. В этой спектральной области (при длинах волн, больших длин волн в области остаточных лучей) могут быть изучены эффекты, связанные со свободными носителями, и предполагаемые эффекты, связанные с переходами очепь малой энергии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Nanney С., Phys. Rev., 129, 109 (1963).
2. В ion d і М. A., Phys. Rev,, 102. 964 (1956).
3. Moss Т. S.T Hawkins Т. D, H., Proc. Phys. Soc., 72, 270
4. Steirwalt D. L., Potter R, F., п кпиге Proc. Intern. Conf. Phys. Semicond. (Exeter, 1902), London, 1962, p. 513.
5. Stierwalt D, L., Bernstein J. В.. Kirk D. D., Jorn. Appl. Opt., 2, 1169 (1963).
6. S t і e r w а 1 t D. L., P о 11 e r R. F. Journ. Phys. Chcm. SoI., 23. 99 (1962).
7. Stieiwalt D. L11Potter R-F,, Phvs, Rev., 137, АЮ07 (19G5).
8. Dixon 3. R., в книге Proc. Intern. Con!. Phys. Semicond,, Prague. 1961, p. 656.
9. Matossi F,, Stern F,, Phys. Rev., 111 472 (1958).
10. Stierwalt D, L,, P о 11 с r R. F,, в книге Proc. 7th Intern. Cont. Semicond. Phys., Paris — New York, 1964, p. 1073.
11. Hass M., Henvis В. W., Journ, Phys. Chem. Solids, 23, 1099 (1962).
12. K 1 с і n ma n D. A., S p і t z e г W. G., Phys. Rev,, 118, Ц0 (1960).
13. Cochran W., Fray S. 3., Johnson F. A. Quarring-tOD I.E., Williams N,, Journ. Appl. Phys. Snppl., 32, 2102 (1961).
14. Spitzer W. G., Journ- Appl. Phys,, 34, 792 (1963).
7* 100
Д. CmUjWDAnit Р. ПOmmeр
15. В irma и J. L.. Phys. Rev., 131, 1489 (1963).
16. Balkanski M., в кпиге l'i'oe. 7th Intern. Conf. Semicond. Pliys., Paris—New York. 1964, p. 1021.
17. Gerlieh D., Bull. Am. Phys. Soe., 8, 472 (1960).
18. Brout R., Phys. Rev., 113. 43 (І959).
19. Mitra S. S., Phys. Rev., 132, 986 (1963).
20. R о s e n s t о с k H. В., Phys. Rev., 129, 1959 (1963).
21. Fan H. Y. Spitzer W. G., С о 11 і n s R. J., Phys. Rev.. 101, 566 (1956).
22. Meyer II. I. G., Phys. Rev., 112, 298 (1959).
23. Kurnick S. W., P о w e 11 J. M., Pbys. Rev., 116, 597 (1959). II
ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ 4
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В ОБЛАСТИ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ ПОГЛОЩЕНИЯ
А". Филипп *), X. Эренрайх **)
S 1. ВВЕДЕНИЕ
Оптические характеристики твердых тел могут быть определены путем анализа данных по отражению с помощью соотношений Крамерса — Кронига [1—4]. Этим методом, о котором подробно будет сказано ниже, можно вычислить действительную и мнимую части диэлектрической проницаемости, характеризующей оптические свойства кристаллов. Представленные на фиг. 1 кривые для InSb типичны для полупроводников и хорошо иллюстрируют применимость такого метода в широкой области анергий.
При описании оптических свойств полупроводниковых соединений удобно выделять три спектральные области [5]. Первая область, простирающаяся примерно от края собственного поглощения до 8—10 зв, характеризуется резкой структурой, связанной с переходами из валентной попы в зону проводимости [6]. Во второй области, которая тянется приблизительно до 16 эв, наблюдается быстрый спад отражения, что напоминает поведение некоторых металлов в ультрафиолетовой области спектра. Можно думать, что в этой области валентные электроны являются несвязанными и могут участвовать в коллективных колебаниях. Острый максимум функции—Im f."1. описывающий потери энергии быстрых электронов, движущихся в веществе [7], часто связан с существованием плазменных колебаний [8]. Максимум такого типа имеет место в «металлической» области. В третьей области отражение вновь возрастает, обнаруживая некоторое добавочное оптическое поглощение. Ота структура связана с переходами между заполненными d-полосами, лежащими ниже валентной зоны, и состояниями свободной зоны проводимости [9].
