Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Уиллардон Р. -> "Оптические свойства полупроводников" -> 39

Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.

Уиллардон Р. Оптические свойства полупроводников — Мир, 1970. — 488 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskiesvoystvapoluprovodnikov1970.djvu
Предыдущая << 1 .. 33 34 35 36 37 38 < 39 > 40 41 42 43 44 45 .. 165 >> Следующая


Пример такого сравнения для германия и кремния показан на фиг. 7. Результаты экспериментов по характеристическим

Фиг. 7. Сравнение функций потерь аиергии — Гш цолученпых из оптических измерений (сплошные кривые) и из экспериментов по характеристическим потерям энергии (штриховые кривые) для Ge и Si: а — для Ge (данные Пауэлла); б — для Si (данные Димиджена).

потерям энергии электронов представлены штриховыми линиями. Для германия — это длппые Пауэлла !41] для электронов энергии 1,5 кэв, а для кремния — данные Димиджена [42] для электронов энергии 47 кэв. Кривые потерь энергии были нормализованы так, чтобы значение в пике было равно максимуму функции -Im є-1. Совпадение плазменного пика по положенню и ширине в обоих случаях очень удовлетворительное.

Кривые характеристических потерь энергии обнаруживают существование потерь при низких энершях, отсутствующих в оптических данных. Эти потери в экспериментах по рассеянию 8—1289 130

ш X. Филипп, X. Эренрайх

электронов связаны, по-видимому, с поверхностью образца [57F и поэтому не имеют аналогии в оптических данных. Далее из фиг. 7 можно видеть, что в Ge потери энергии возрастают при высоких энергиях, чего не наблюдается для цремния. Tauoe возрастание может быть обусловлено наличием d-зони в германии.

Зависимость диэлектрической проницаемости от частоты, описываемая соотношениями (23) или (27), в области 2 такова, что действительная часть (u>pc или qijp) плазменной частоты, полученной из соотношения є (o>) = 0, совпадает с частотой, соответствующей максимуму функции потерь энергии до члена 1/(D2t2. Напротив, частота, соответствующая решению уравнения K1 = О, согласуется с плазменной частотой до членов более низкого порядка. Эти факты подтверждаются данными таблицы, из которых видно, что хорошо согласуется с положением максимума

функции потерь энергии, полученной пак из оптических экспериментов, так и из экспериментов по характеристическим потерям энергии. В то же время частота, являющаяся решением уравнения е, = 0, несколько смещена. Данное обстоятельство следует отметить, так как плазменное дисперсионное соотношение, применяемое к газу свободных электронов, принято в виде 81 = 0; при этом считается, что е2 точно равно нулю при O0 К в области энергий выше плазменной [38]. В реальном веществе такая идеализированная ситуация не имеет места, и необходимо применять полное уравнение, описывающее плазменные колебания. Очевидно, что пики функции потери энергии могут быть связаны либо с плазменными колебаниями, либо с междузонными переходами [591. Установить однозначно то или иное физическое явление, ответственное за наблюдающуюся структуру, можно, если известна диэлектрическая проницаемость в окрестности такого пика [51.

Время релаксации т, появляющееся в выражениях (23) и (27) и характеризующее время жизни плазмспных колебаний, можно вычислить по полуширине пика функции характеристических потерь. Действительно, МОЖНО получить, ЧТО Д<й/СО = 2/COp0T. Величины т, соответствующие экспериментально наблюдающимся ширинам максимумов, хорошо согласуются с величинами т, полученными из фиг- 4.

4. ВОЗБУЖДЕНИЕ d-ЗОНЫ (ОБЛАСТЬ 3)

Полезно более полно осветить причины, заставляющие пас приписывать структуру спектров отражения, наблюдающуюся в области 3, возбуждению d-зоп. Во-первых, эта структура присутствует в спектрах соединений A111Bv и отсутствует в кремнии, который, как известно, не имеет d-зоны; эта структура не обнаружена та it же в спектре германия в области энергий, охвативае- Гл. 4. Оптические свойства в области фундамент, полосы, поглощения 131

мой настоящими измерениями, причем н германии d-зона лежит примерно на 30 эв ниже максимума валентной зоны [54]. Во-вторых, наблюдается сходство структуры Кривых отражения и диэлектри-

Энергия, эв

Фиг. 8. Действительная (ej) и мнимая (е2) диэлектрические проницаемости и кояффициент поглощения а — AnkjX для InSb и InAs.

ческой проницаемости для GaAs и GaP, а также для InSb и InAs (фиг. 1 и 3). Это сходство распространяется также на коэффициенты поглощения двух соединений с In, приведенные на фиг. 8. Считается, что структура спектров отражения GaAs и GaP связа-

0* 132 _X. Филипп, X. Эрепрайх_

на с переходами из d-зоны галлия, а структура спектров отражения InSb и InAs — с переходами из d-зоиы индия. В GaF наблюдается чистая d-поло с а галлия. В других соединениях группы A111Bv, рассматриваемых здесь, d-зоны катиона связаны более сильно [60]. Интересно отметить, что наблюдающийся подъем коэффициента поглощения для соединений с In (фиг. 8) хорошо совпадает по энергии с началом поглощения тонкой фольги индия, наблюдающегося в экспериментах по пропусканию [61, 62].

В-третьих, МЫ видели, ЧТО Кривые П афф (фиг. 5) для соединений AlllBv имеют характерный излом вблизи энергии 20 эв, причем величины пйфф превышают четыре электрона па атом. Поскольку валентная- зона содержит только четыре электрона на атом, добавочную структуру можно объяснить существованием (І-ЗОН.

Напротив, кривые для кремния достигают насыщения при «Вфф = 4.
Предыдущая << 1 .. 33 34 35 36 37 38 < 39 > 40 41 42 43 44 45 .. 165 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed