WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Результаты рис. 2, полученные методом ПМ, обязаны своим происхождением исключительно анизотропии диэлектрических свойств исследуемого образца, вызванной деформацией. Это утверждение иллиюстрируется рис. 5, где приведены характеристики фотоплеохроизма, измеренные при различных значениях деформирующего усилия и одном и том же значении величины скорости поверхностной рекомбинации. Из рисунка видно, что амплитудные значения фотоплеохроизма, причем как положительного, так и отрицательного знака, находятся в линейной зависимости от величины деформирующего Рис. 4. Спектральные зависимости производной фотопроводиусилия по крайней мере в пределах используемых велимости, полученной дифференцированием кривой 3 на рис. 2, a чин деформации.

(здесь — кривая 1), и фотоплеохроизма F того же образца Воспользуемся предпринятой в работе [11] процеGe при s = 104 см / с, кривая 2.

дурой анализа результатов метода ПМ. Напомним, что измеряемая величина в этом случае есть разность фотопроводимостей F = F() - F( ). Поскольку = -, то F = F( + ) - F( ).

Используя определение производной, это выражение, при условии, преобразуется к виду F F =. (3) Из этого выражения следует, что ПМ в отличие от -модуляции дает характеристику производной фотопроводимости по коэффициенту поглощения. Но физическая причина особенностей спектров фотоплеохроизма содержится в зависимости коэффициента поглощения света от энергии квантов (h). Производная сложной функции (3) при разложении на частные производные показывает, что Рис. 5. Спектральные характеристики фотоплеохроизма F образца Ge при s = 104 см /с, деформированного различными F (h) величинами механического напряжения, кбар: 1 —1, 2 —2, F =. (4) 3 —3.

(h) Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. 688 И.Е. Матяш, Б.К. Сердега 4. В заключение отметим прежде всего, что полученные значения фотоплеохроизма, составляющие максимальную величину не более 10%, возможно было зарегистрировать только с помощью использованной дифференциальной методики. О достоверности кривых на рис. 2, b можно судить по тому факту, что максимальные их значения превышают уровень шума измерительной системы на 2 порядка.

Как и ожидалось, спектральные характеристики фотоплеохроизма, полученные с помощью метода ПМ, отражают особенности энергетического спектра зон. Это видно по тому факту, что положение по шкале энергии отрицательных экстремумов кривых фотоплеохроизма на рис. 2, b и 5 не связаны с величинами деформируРис. 6. Спектральные характеристики — одного из сомно- ющего усилия или скорости поверхностной рекомбинажителей характеристики фотоплеохроизма (4), полученные ции. Действительно, в кристалле германия при энергии методами: 1 — дифференцирования типичной спектральной h = 0.798 эВ имеет место сингулярность в виде точки характеристики коэффициента поглощения = /(h), M0 зоны Бриллюэна [14], т. е. в месте происходящих 2 — расчета по результатам измерения фотопроводимости и в точке прямых переходов между уровнями энерфотоплеохроизма = F/(F/), 3 — расчета по результагии и.

25 там измерения линейного дихроизма =(1/d) ln(1 + T /T ).

Независимым подтверждением этого вывода могут служить результаты анализа спектральной характеристики фотоплеохроизма в кристалле InSb, приведенной мания, заимствованным из [12]. Результат графического на рис. 3 в работе [6]. Поляризационная разница фотодифференцирования этой зависимости изображен на проводимостей, вычисленная из этого рисунка, представрис. 6 кривой 1.

ляет собой аналогичную знакопеременную зависимость.

Уместно отметить, что именно такая модель, слеПричем, как и в нашем случае, отрицательный экстредующая из расчета в [13], использована для объяснемум расположен при том значении энергии, которое ния эксперимента в [6]. Ее суть состоит в смещении отлично согласуется с величиной запрещенной зоны при спектральной зависимости коэффициента поглощения указанной температуре в этом материале, являющимся для перпендикулярной (по отношению к направлению прямозонным полупроводником.

деформации) поляризации на величину расщепления зон Подчеркнем, что отрицательная часть характеристик в деформированном образце.

фотоплеохроизма целиком определяется эффектом лиПравомочность выше приведенного допущения можно нейного дихроизма, продемонстрированного в работе [2] проверить двумя независимыми способами. В одном из на примере деформированных образцов кремния. В саних из соотношения (3) вычислим функцию (h), мом деле, точка пересечения нуля 0 зависимостью используя графическое дифференцирование спектра фо F(h), которая стабилизируется при стремлении ветопроводимости F(h) по использованной выше функличины скорости поверхностной рекомбинации к бескоции (h): = F/(F/). Результат этой процедуры нечности, является характерной. Эта точка, выраженная приведен на рис. 6 кривой 2. Еще более независимый значением коэффициента поглощения, коррелирует с способ основан на использовании эффекта дихроизвеличиной длины диффузионного смещения носителей ма, где из преобразования соотношения, связывающего заряда и удовлетворительно согласуется с условием величину пропускания T и коэффициент поглощения, 1/0 L. Что же касается равенства 0 амплитудных получается выражение значений характеристик фотоплеохроизма при энергии 1 T около 0.8 эВ, то, как и в случае линейного дихроизма, = ln 1 +.

d T здесь коэффициенты поглощения обеих поляризаций принимают такие большие значения, что разница между Для этого из дополнительно измеренных с применением ними не выходит за пределы величины L. Другими слоиспользуемой методики зависимостей T(h) и T (h) путем расчета по приведенному соотношению получа- вами, можно говорить в данном случае, что плеохроизм в фотопроводимости — это дихроизм на диффузионной ем еще одну функцию, изображенную на рис. длине. Однако, как установлено нами ранее, спектралькривой 3. Ее спектральный диапазон ограничивается конечной толщиной образца, но совпадение всех трех ха- ная характеристика линейного дихроизма определяется исключительно особенностями энергетических зон крирактеристик более чем удовлетворительное. Имеющееся же расхождение вполне укладывается в погрешности сталла. В то же время спектры плеохроизма в фотопрографического дифференцирования и измерительной ап- водимости зависят, кроме того, от рекомбинационных паратуры. параметров материала и свойств поверхности образца.

Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. Анализ поляризационно-модуляционных спектров индуцированного одноосным сжатием... Можно было бы ожидать влияния состояния поляризации возбуждаемого света (эффект оптического выстраивания импульсов [15]) на кинетические параметры, например на подвижность, и, как следствие, на фототок. Однако, учитывая малые времена релаксации по импульсу при T = 300 K и неблагоприятную кристаллографическую ориентацию для проявления этого эффекта, его экспериментальное проявление представляется маловероятным.

Отметим возможность использования исследованного явления для диагностики внутренних механических напряжений в кристаллах. Как оказалось, минимальное значение механического напряжения величиной примерно 10 кг / см2 является достоверно регистрируемым с применением стандартной измерительной аппаратуры.

Следует иметь в виду, что это значение деформации относится к такому значению плеохроизма, которое наблюдается в образце с максимальной скоростью поверхностной рекомбинации.

Список литературы [1] I.I. Boiko, Ye.F. Venger, Ye.V. Nikitenko, B.K. Serdega.

Semicond. Ph., Quant. Electron. Opt., 2, 352 (1999).

[2] Е.Ф. Венгер, И.Е. Матяш, Б.К. Сердега. Опт. и спектр., 94 (1), 38 (2003).

[3] А.А. Лебедев, К. Овезов и др. Письма ЖТФ, 2, 385 (1976).

[4] Г.А. Медведкин. ФТП, 34, 533 (2000).

[5] Г.К. Аверкиева, А. Мамедов и др. ФТП, 12, 1732 (1978).

[6] Ф.Т. Васько, С.Г. Гасан-заде, М.В. Стриха, Г.А. Шепельский. ФТП, 29 (4), 708 (1995).

[7] Б.Б. Кричевцов. Письма ЖЭТФ, 74 (3), 177 (2001).

[8] S.N. Jasperson, S.E. Sahnatterly. Rev. Sci. Instrum., 40 (6), (1969).

[9] T.S. Moss. Rep. Progr. Phys., 28, 15 (1985).

[10] М. Кардона. Модуляционная спектроскопия (М., Мир, 1972).

[11] Е.Ф. Венгер, И.Е. Матяш, Б.К. Сердега. ФТП, 37 (10), (2003).

[12] W.C. Dash, F. Newman. Phys. Rev., 99, 1151 (1955).

[13] Ф.Т. Васько, М.В. Стриха. ФТП, 24 (17), 1227 (1990).

[14] B.O. Serafin, R.B. Hess. Phys. Rev. Lett., 14, 138 (1965).

[15] М.И. Карамаш, В.П. Мушинский, Г.М. Шмелев. ЖТФ, 53, 1198 (1983).

Редактор Т.А. Полянская An analysis of polarization modulation spectra of photopleohroism induced by a uniaxial stress in crystal of Ge I.E. Matyash, B.K. Serdega V. Lashkaryov Institute of Semoconductor Physics National Academy of Sciences of Ukraine, 03028 Kiev, Ukraine 4 Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.