Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
eS Zfn--E^N 1/2 / M у/2 (_3щ_\ (A(U
ЩГ-
(Левую часть часто записывают в виде параметра искажения ejs/Ze, где Z предполагаемый формально заряд ионов.) Величина ej/e для типичных ионных, например щелочногалоидных, соединений близка к единице, как и должно быть в случае однократно заряженных ионов. Это показывает, что допущения, сделанные при выводе выражения для eg je, в щелочногалоидных и других аналогичных им соединениях выполняются. В полупроводниковых же соединениях AlllBv связь становится более ковалептной, поскольку свойства таких соединений близки к свойствам кова-лентных полупроводников IV группы. Поэтому допущения, сделанные при выводе соотношения (10), могут оказаться незаконными. Как указывалось выше, при выводе формулы (10) принимается, что поляризационный коэффициент Лоренца Г равен единице. Законность этого допущения в случае соединений AlllBv была поставлена под сомнение Бродским и Бурштейном [30, 34], которые показали, что волновые функции валентных, электронов соединений AniBv можпо считать размазанпыми в пространстве, а не локализованными, как в типичпых ионных соединениях. Поэтому Г может быть меньше единицы. В предельном случае, когда Г = 0, величина, аналогичная е§, численно равна е*ц. Величина е% в несколько раз больше как показано в табл. 2. Расчеты коэффициента Г при разных значениях электронной плотности, проведенные Гертеном и Стерном [35], показывают этот эффект с более количественной стороны. Некоторые экспериментальные данные [36] подтверждают предположение Бродского и Бурнггей-на, но необходимы дополнительные экспериментальные доказательства этого предположения. М. Хэсс
Другая сложность состоит в наличии нескольких механизмов, дающих вклад в микроскопический эффективный заряд, определяемый формулой (10). Можно полагать, что в типично иопных кристаллах главный вклад в определяется зарядом иопа. Так. в случае одновалентного щелочпогалоидного соединения eg изменяется от 0,7 до 1,0е. Здесь отклонение электронного заряда от точной кратности единице небольшое, но пренебречь им нельзя. В случае кристаллов с более ковалептной связью факторы, вызывающие отклонение, более существенны. Поэтому при установлении физического смысла е% для соединений AniBv необходима осторожность [37].
Несмотря на указанные выше трудности, интересно сравнить значения эффективных зарядов, приведенные в табл. 2, со значениями, определенными другими методами. На основе общих представлений о химической связи обычно рассматривают предельные случаи «иоппош или «ковалентпой» связи, причем ионная связь соответствует конфигурации A3^B3- (где А — элемент IlI группы), а ковалентная связь — конфигурации A-B+ [38]. Если электронная конфигурация такая же, как для полупровод-пиков IV группы, то должна быть большая степень ковалектности, в связи с чем атом IH группы должен иметь небольшой и, возможно, отрицательный заряд. Данные для согласуются с этой точкой зрения, но знак заряда атома нельзя установить по данным инфракрасных измерений. Другие измерения, такие, как измерение электронного распределения но рассеянию рентгеновских лучей, измерения пьезоэлектрических констант и магнитного резонанса, дают близкие результаты [38]. Но при попытках установить связь между результатами таких измерений и величиной эффективного заряда мы сталкиваемся с некоторыми трудностями. Дальнейшие экспериментальные и теоретические исследования внесут большую ясность в вопрос о соотношении между различными величинами, характеризующими степень ионности.
! ЛИТЕРАТУРА
I
1. M о S S Т. S., Optical Propertios of Semiconductors, London — Washington, 1959, ch. 2 (имеется перевод: Т. С. Мое с, Оптические свойства полупроводников, ИЛ, 1961).
2. S р і t Z е г W. G.. К 1 е і n m a n D. A., Phys. Rcv. 121, 1324 (1961). і 3. HuaDg К., Ргос. Roy, Soc., А208, 352 (1951).
4. Born M.,Huang К., Dynamical Theory of Crystal Lattices, London — New York, 1954, p. 82 (имеется перевод: M. Боря, Xyau- Кун ь, Динамическая теория кристаллической решетки, ИЛ, 1958).
5. Sanderson R. В., Journ. Phys. Chem. Solids, 26, 803 (1965).
6. Mooradian A., W г і g h t О. В., Phys. Rev. Lett., 16, 999 (1966).
7. Lyddane R. H., S а с h s R. G., T е 11 е г E., Phys. Rev., 59, 673 (1941). Г*; 1; P ЄїІІЄТР.ОЧЧОЄ QT4 ™<ЇЖЄ>11(?
8. S р і t Z е г W. G., F a n Н. Y., Phys. Rev., 99, 1893 (1955).
9. Yoshinaga H., O е t je п R. A., Phys. Rev., 101, 526 (1956).
10. P і с и S G. S., В u r s t е і n E., Henvis В. W., Hass M., Journ. Phys. Chom. Solids, 8, 282 (1959).
11. Hass M., Honvis В. W-, Journ. Phys. Chem. Solids, 23, 1099 (1962).
12. Kleinman D. A., Spitiei W. G., Phys. Rev., 118, 110 (1960).
13. Turner W. J., Reese W-E., Phys. Rev., 127, 126 (1962).
14. I w a s a S., Balslev L., В и r s t е і її E., в книге Physics of Semiconductors (Proc. 7th Intern. Conf.), Paris — New York, 1964, p. 1077.
15. Gielisse P. J., Mitra S. S., P 1 e n d 1 J. N.. G г і f f і s R. G., Mansur L. C., M a r s h a 1 1 R., Pascoe E. A., Phys. Rev., в печати.
