Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 13
Комбинационные полосы в GaP
Наблюдающиеся полосы
Комбинация фоііоион Частота, соответствующая комби-нацгш, см—] 'анспер
З-фопонная _
ТО + ТО 756 1,3
LO+ТО 739 M
LO +W 722 1,3
_ _ 1,5
TO-LA 575 1,5
LO+LA 558 1,6
ТО+ TAx 493 1,8
LO+ГА, 476 1,0
ТО+TA2 444 1,6
LO + TA2 427 I,5
12,75 13,25 13,55 13,85 (К.,15) 16,55 17 40 17,90 (18,60) (20,3) 20,95 22,40 23 50
784 755 738 722 707 604 575 559 538 493 /(77 446 426
M
1,4 1 4
1,5 1,5
1 5
1.5
1.6 1,6
Примечании: I) Характеристические фононы: ТО = 378, LO — 36) LA- 197, Т/1) = і 15, ТАг~ 66.
2) Величина ?В?сспср равна отношению ае (200° С) к ар (25й С), (теор — то же отношение, вычисленное согласно формуле (151 _ Гл. 2. Afногофононпоє решеточное поглощение
59
меди ие изменяла поглощения решетки (в пределах точности эксперимента). Результаты измерений коэффициента поглощения образца, легированного медью, при комнатной температуре приводятся па фиг. 13. Здесь а — измеренный коэффициент поглощения, a «/ — коэффициент поглощения, вычисленный для одно-фонопной полосы поглощения. Девять двухфононных полос интерпретируются как комбинации из пяти характеристических фопопов.
Фиг. ІЗ. Коэффициент поглощения а, коэффициент поглощения основной резонансной полосы щ и коэффпцшягг поглощения комбинационных полос а.с ¦— а — а/ \22].
Поскольку разница по энергии между двумя высокоэнергетическими и тремя низи'оэнергстическими фононами велика, предполагается, что первые два — оптические фононы, а другие три — акустические. Хотя LO (Г) >- ТО (Г), из систематики фононов вытекает, что ТО > LO вблизи края зоны. Предполагаемые комбинации приводятся в табл. 13. Полоса поглощения при 604 см~* 60
В. Cnumifep
не укладывается в предложенную схему, а потому полагают, что она примесная. Попытки приписать эту полосу примесному кислороду оказались неудачными.
Как говорилось по поводу карбида кремния, двухфононное поглощение в частично полярных веществах приблизительно на порядок величины больше, чем в кремнии, германии и алмазе.
Было показано [22], что суммарное поглощение ^ a dX полос,
представляющих собой комбинации оптических мод, для GaP равно 7-Ю"3, для SiG — 2и для Si — 6-Ю"4. В величину, указанную для кремния, уже входит множитель 2, которым учитывается различие в правилах отбора для случаев алмаза и цинковой обманки. Такая разница в суммарном поглощении была расценена Клейманом как свидетельство того, что в первых двух случаях существенную роль играет ангармоничность, и заставила его [5] детально рассмотреть соответствующую модель для GaP.
8. АНТИМОНИД ГАЛЛИЯ
В случае антимонида галлия мы имеем особенно наглядный пример того, как, уменьшив путем компенсации поглощение на свободных носителях, можно измерить поглощение решетки.
40
ь? зо
<аГ
%2С
=C
о
I 2 З I* № 20 22 Zf 26 28 30 32 34 длит волны, ш
Фиг. 14. Споктр пОі'лои№ння GaSb при комнаткой температуре [44]. А — до я В — иосле компецсации путем диффузии литня. Толщина образца Q.8 ш.
Кристаллы GaSb, выращенные методом вытягивания из расплава, обычно характеризуются большой концентрацией акцепторов — около Ю17 см-3. Инфракрасный спектр пропускания образца толщиной 0,8 мм приведен на фиг. 14 (кривая А). Xростовский и Фуллер [44] вводили литий в образец методом диффузии, и в результате пропускание изменилось (кривая В). Частоты, которым соответствуют полосы, приведены в табл. 14. Митра [13] интерпретировал измеренные полосы как комбинации четырех характеристических фононов, и эти данные также приведены в табл. 14.
в
\ А
\ (\
- Гл. 2. Mпогофопогіпое решеточное поглощение
Oi
Таблица 14
Комбинационные полосы в GaSb
Энергия, соответствующая максимумам поглощения Комбинации фоноиов, соответствующие максимумам поглощения Энергия, соответствующая комбинации , cjh-i Энергия, соответствующая максимумам поглощения Комбинации фононон, соответствующие максимумам поглощения Энергии. соответствующая комбинации, cat-i
90 c.w-i а« слі-ї
0,0302 0,0310 0,0359 0,040І 24'. 250 240 32(3 W+T Л 2 LO-LA LO + 2TA LO -Y lA 244 252 291 327 0,0434 0,0508 0,0532 0 0625 350 410 429 504 ТО+L А ТО+ LO 2 ТО TO + LO+2TA 349 408 430 506
9. АРСЕНИД ИНДИЯ
Осуолд [45] измерил МНОГОфоНОННОе ре [Поточное поглощение арсенида индия и ряда твердых растворов In(AsyP^y). К сожалению, измерения были недостаточно детальными для того, чтобы
Фиг. 15, Инфракрасное поглощение InAs при комнатной температуре [46 Jj Кружками отмечены экспериментальные даикые. Сплошная кривая — теоретически рассчитаниое поглощение свободных носителей, штриховая кривая — многофоноиное поглощение.
был возможен анализ по характеристическим фононам. На фиг. 15 показаны результаты измерений, проведенных недавно Лоримором 62
В. Спитцер
и Спитцером [46] при комнатной температуре на монокристаллическом образце InAs «-типа. Полученный спектр поглощения напоминает спектры поглощения других кристаллов A111Bv и, по-видимому, представляет собой спектр решетки. Быстрое возрастание поглощения при низких эпергиях обусловлено фундаментальным поглощением [47] {ТО (Г) = 219 еж-').
