Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Уиллардон Р. -> "Оптические свойства полупроводников" -> 38

Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.

Уиллардон Р. Оптические свойства полупроводников — Мир, 1970. — 488 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskiesvoystvapoluprovodnikov1970.djvu
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 165 >> Следующая


ному значению низкочастотной диэлектрической проницаемости 138, 551. Как и ожидалось, для кремния нет вклада в диэлектрическую проницаемость от нижележащих зон. Напротив, кривые для остальных веществ, имеющих d-зоны, обнаруживают насыщение при величинах Эфф, лежащих ниже независимо измеренных низкочастотных диэлектрических пропицаемостей [35, 36], показанных на фиг. 6 штриховыми отрезками. Как следует из теории, изложенной в предыдущем параграфе, это различие объясняется влиянием d-зон. Начало действительного возбуждения rf-зоны не вызывает излома кривых для соединений AlllBv (фиг. 6), как и в случае зависимости иЭфф от E (фиг. 5); на протяжении нескольких электронвольт наблюдается медленное возрастание Ео, эфф> что согласуется с уравнением (40). Это подтверждает паше предположение о независимости Se0 от частоти.

Эти результаты совместно с результатами фиг. 5 позволяют определить эффективную ИЛЙ.ЗМ6ННуЮ ЧАСТОТу и вклад d-зон в низкочастотную диэлектрическую проницаемость. Напомним, что точность анализа такого типа очень сильно зависит от ошибки в определении абсолютных значений е2 иі следовательно, от погрешности в измерениях отражения. Ошибки в абсолютной величине измеренного отражения будут вызывать соответствующие ошибки определяемых величин. Это замечание может частично иметь отношение к результатам для (SraAs1 приведенным на фиг. 5, ибо разница между результатами для GaAs и для (ire кажется удивительной. Если она действительно такова, то это можот означать, что смешивапие сил осцилляторов между валентной и d-зонами для GaAs значительно слабее, чем для Ge.

В таблице эффективная плазменпая частота сравнивается с шгазменной частотой свободных электронов (первые два столбца;

Плазменные частоты (в электронкольтах)

Частоты полутени равными с пособами: для спободгтых валентных электронен (четыре и.чектрона на атом), иа расчета, проведенного в настоищей работе, из шіаамелпого дисцерсиошкгго соотношения (е = 0) и из максимума фуПЮ(ИИ потерь BHepjJiu, полученной из оптических экспериментов ji экспериментов по потере эдергии алектгюноп

"»Po (свободные эдеитрчны) ^Pu (эффективная частота) є [ (a) ^ 0 — шах Lm е-і (ou тич-) — max Im е-і (потери анергии)
SL Ge GaP GaAs IoSb 16 6 15І5 16,0 15.5 12,7 10 6 16 2 1R.3 12,3 11,5 1.ї,0 13,8 13,3 У,7 10 (і 16 4 Ifi1O 16,9 14,7 12,0 1(5,9 [421 16,4 [11| 13,0 [^3] 128 ш_X. Филипп, X. Эренрайх

об остальных столбцах речь будет идти ниже). Близкое соответствие между двумя рядами значений является результатом того, что величина 1/4пЭфф/(1 + бе0) близка к единице для всех этих веществ, за исключением, может быть, GaAs, для которого, как отмечалось выше, наблюдается некоторая аномалия.

Зная величины ?2рг и Se0, можно сравнить теоретическое значение диэлектрической проницаемости, даваемой равенством (27), с экспериментальным.

Единственный неизвестный параметр, как и прежде,— время релаксации. Оно предполагается постоянным и определяется в случае Ge и InSb путем наложения экспериментальных и теоретических величин е2 при некоторой частоте. О результатах для кремния мы уже говорили. Сравнение теоретических и экспериментальных значений диэлектрической проницаемости проводится на фиг. 4. Для Si, Ge и InSb наблюдается хорошее согласие. Структура области 3, возникающая вследствие возбуждения (Z-полосы, не учитывается в настоящей теории, и, следовательно, ее нет на теоретических кривых. Для случаев GaP и GaAs берутся времена релаксации, полученные для Si и Ge. Результаты для GaAs опять несколько аномальны, тогда как результаты для GaP выглядят вполне удовлетворительно.

Примечательно, что времена релаксации оказываются в пределах между 1,4-10и 1,8-10"18 сек. Поскольку эти значения существенно меньше, чем времена релаксации, связанные с рассеянием на реіиетко или на примеси, можно предположить, что т определяется электрон-электронным рассеянием. Близость значений т может быть результатом того, что зонпая структура всех этих веществ довольно сходна.

е. Плазменные эффекты

Коллективные колебания рассматриваются в связи с продольной диэлектрической проницаемостью. Условием существования плазменных колебаний при частоте о оказывается равенство г (ш) = 0 ]56]. Решением этого уравнения является комплексная частота, действительная часть которой соответствует плазменной частоте, а мнимая часть описывает затухание.

Например, условием резонанса, следующим из (27), будет равенство со = Qpt, — і/тс. Время релаксации здесь описывает затухание плазменной волны.

Большая часть экспериментальной информации, касающейся колебаний плазмы, получена из экспериментов по характеристическим потерям энергии, из которых определяется функция —Im е-1 [7]. Эта функция имеет максимум при плазменном резонансе [9, 561. В связи с тем что продольная и поперечная диэлектрические Гл. 4. Оптические свойства в области фундамент, полосы, поглощения 129

проницаемости должны быть одинаковы дри длинных волнах [49], а функция потерь энергии -Im е-1 может быть непосредственно вычислена из оптических данных, интересно сравнить оптические данные и результаты экспериментов по характеристическим потерям энергии.
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 165 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed