Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
г) Проведенные поздаес намерения спектров отражения твердых растворов GaAs- GaP [29—31] показывают, что ник EI1 в GaAs пс пере-секается с Ei при увеличении концентрации GaP. Максимум отражения в спектре GaAs, соответствующий переходу Eh, сдвигается до положения 4,75 эв в спектре GaP1 и для выяснения природы максимума при 3,7 вє в GaP требуются дополнительные исследования. M. Кардона
5. СТРУКТУРА СПЕКТРОВ ПРИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЯХ Из спектра поглощения пленки III (см. фиг. 2) видно, что » спектре германия должна существовать дополнительная структура при энергиях выше 5,4 эв. В спектрах отражения эта структура наблюдается в виде максимума 5,7 эв с расщеплением 0,2 эв 1341, равным расщеплению максимума E1. Последнее обстоятельство, а также сравнение данных с рассчитанной структурой зон позволяют приписать этот дублет переходу в точке L из верхней валентной зоны Ly в зону проводимости L3. Этот максимум, по-видимому, также должен обнаруживать структуру, связанную со спин-орбитальным расщеплением зоны проводимости L3, Но, как ¦было показано Филлипсом и Ли [351, спин-орбитальное расщепление L3 значительно меньше, чем расщепление L^-, Мы будем обозначать структуру, связанную с переходом L^ — L3, через Е\. При движении в сторону коротких длин волн ни один максимум в спектрах пропускания тонких пленок (начиная с Er1) не обнаруживает тонкой структуры. Чтобы наблюдать эту структуру, нужно провести тонкие измерения вакуумной ультрафиолетовой области. Для этой области нет двойных монохроматоров, и из-за •большого количества рассеянного света высоко качественные оптические измерения невозможны, Кроме того, подложки, на которые ¦обычно напыляют исследуемые пленки, непрозрачны в этой области длин волн. При использовании в качестве подложки LiF граница возможных измерений сдвигается до 1050 А. В работе [141 измерялось пропускание пленок галоидов меди, напыленных на подложки из CaF2 и LiF-
Для германия была предсказана [36] добавочная структура вблизи Ю эв, соответствующая переходу Г25- — I112'¦ Эта структура экспериментально не наблюдалась. Структура, обнаруженная в спектрах отражения соединений AlllBv и A11Bvi около Ю эв [13, 341, приписывается переходам /J3t> — Zj2c, которые разрешены для структуры цинковой обманки, но запрещены для германия в силу требования сохранения четности.
В спектрах отражения соединений A111Bvi (около 21 эв [361) тг A11Bvj (около 13 эв (131) можно также наблюдать переходы в зону проводимости d-электронов, ближайших по энергии к валентным электронам атома металла в соединении. Переходы с d-уровпей аниона в зону проводимости должны происходить при еще более высоких значениях энергии. Такие переходы не наблюдаются экспериментально, поскольку они долздш происходить при энергиях, лежащих за пределами работы обычных приборов для вакуумной ультрафиолетовой области,
Плазменные колебания валентных электронов (их энергия для рассматриваемых соединений равна примерно 15 эв) не воз- Гл. 5. О птическое поглощение в области фундаментальной полосы 145
буждаются при нормальном падении света на образец, так как это продольные колебания, а электромагнитное поле световой волны производит поперечное возбуждение. Но их можно возбудить при наклонном падении светового пучка с электрическим вектором, лежащим в плоскости падения [371, Они возбуждаются также при измерении поглощения электронных пучков высокой энергии в тонких пленках [38). Информацию о плазменных колебаниях можно также получить из данных по отражению света при нормальном падении после обработки их с помощью дисперсионных соотношений Крамерса — Кронига: функция —Ime"1 должна иметь резкий максимум при плазменной частоте [5, 6, 371.
§ 3. СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ A111Bv 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
Как уже указывалось, в спектре пропускания арсенида галлия наблюдается расщепление фундаментального края поглощения [переход Г7 (Г[50) — Ге (ГіС)і, соответствующее спин-орбитально-му расщеплению валентной зоны. На фиг. 5 представлена кривая коэффициента поглощения а пленки GaAs, приготовленной механическим способом (шлифованием и полировкой) [71. Здесь E0 — ниакоэнергетический край поглощения [Г8 (Гізр) — Гв (Tit)I и E0 + A0 — отщепленный край поглощения Ir7 (Г«г) — Гв (Г1С)1.
На фиг. 6 и 7 показаны спектры поглощения (при 295 и 80° К) InSb, InAs, GaSb и GaAs — все соединения группы A111Bv, для которых исследовано пропускание при высоких энергиях [2[, Толщины пленок, измеренные интерференционным методом To-ланского, приведены в подписях К фигурам. Попытки получить точные значения коэффициента поглощения не предпринимались, но нетрудно показать, что из-за очень больших его значений поправки на отражение будут существенными лишь в области фундаментального края поглощения, где поглощение мало. В области более высоких значений энергии величина Ig IJI пропорциональна коэффициенту поглощения.
10—1289
Ф и г. 5. Спектр поглощения пленки GaAs, полученной механическим способом [7], Виден край поглощения Е<, + Д<>, соответствующий спин-орбитальному расщеплению края фундаментального поглощения E0. Фиг. 6. Саектры поглощения напыленных пленок некоторых соединений
