WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||
В случае кристалла получается для этих трех различных образцов алмаза, а различия сложная диаграмма Арганда благодаря наложению мно- сил осцилляторов находятся с интервале ±(5-25)%.

гих элементарных кругов. На основе известных спектров Для краткости остановимся на данных для образца № 2(E) и 1(E) строится общая диаграмма Арганда, из ко- (см. таблицу; интенсивность полос оценена через fi с торой последовательно, начиная с самого интенсивного учетом nef (E), а также с помощью площади полос Si и и изолированного максимума 2, выделяются отдельные отношения Si/Smax; 2max — значение 2 в максимуме полосы с последующей оптимизацией этого разложения. полосы).

Рис. 2. Теоретический спектр 2 алмаза [6] (сплошная кривая); стрелками обозначены энергии выделенных осцилляторов Oi.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. Тонкая структура диэлектрической проницаемости алмаза Зоны алмаза теоретически рассмотрены во мно- В настоящем сообщении впервые вместо четырех макгих работах [3–13]. Однако только в одной из симумов отражения установлены тринадцать полос наиних [6] содержатся обширные данные для 2(E) и более интенсивных переходов алмаза в области 6–30 эВ, схема зон, наиболее пригодные для детального сопо- определены их параметры и предложена схема их конставления с опытными результатами. В этой работе кретной природы в модели зон. Кроме того, получены методом нелокального эмпирического псевдопотенци- полные комплексы оптических фундаментальных функала рассчитаны зоны алмаза по многим направлени- ций трех различных образцов алмаза и дан анализ их ям зоны Бриллюэна, а также спектр 2(E) в обла- особенностей. Эти результаты позволяют существенно сти 6–20 эВ. Теоретически поглощение начинается глубже и детальнее анализировать электронную струкс переходов 25 2 при 7 эВ (критическая точ- туру алмаза, создают принципиально новую основу для ка типа M0), за которыми следует большая группа дальнейших более точных теоретических расчетов зон, переходов (25 15 (8.2 эВ, M0); 3 1 (8эВ);

экситонов и свойств алмаза.

5 1 (8.2 эВ); L3 L2 (8.3 эВ, M1)). Кривая 2(E) Работа выполнена при поддержке Центра фундаменв области 8.4-11.5 эВ формируется многими переходами тального естествознания (Санкт-Петербургский универиз верхней валентной зоны в нижнюю зону проводиситет).

мости (переходы 4 5) в большом объеме зоны Бриллюэна около точек K, U, X, благодаря которым в спектре 2(E) могут быть четыре максимума. ТрадициСписок литературы онно для ковалентных тетраэдрических полупроводников самый интенсивный максимум 2(E) образуют переходы [1] С.В. Вавилов, А.А. Гиппиус, Е.А. Конорова. Электронные на направлении (2 3, 11 эВ). При больших и оптические процессы в алмазе (М., Наука, 1985).

энергиях вклад дают переходы в точках K, X,,,,.

[2] В.К. Баженов, И.М. Викулин, А.Г. Гонтарь. ФТП, 19, Для каждого из установленных нами 13 переходов (1985).

(Oi, i = 1-13), как правило, возможны два-три варианта [3] В.В. Соболев. Собственные энергетические уровни конкретной природы согласно теоретической схеме зон твердых тел группы A4 (Кишинев, Штиинца, 1978).

[4] А.А. Левин. ФТП, 3, 1864 (1969).

работы [6]. Они приведены в таблице. Происхождение [5] F. German, R.L. Kortum, C.D. Kuglin. Int. J. Quant. Chem., этих осцилляторов можно обсуждать также и в модели 1S, 533 (1967).

метастабильных экситонов. Благодаря отсутствию тео[6] L.A. Hemstreet, C,Y. Fong, M.L. Cohen. Phys. Rev. B, 2, ретических расчетов спектра метастабильных экситонов (1970).

приходится ограничиваться моделью междузонных пере[7] A.R. Lubinsky, D.E. Ellis, G.A. Painter. Phys. Rev. B, 6, ходов. На рис. 2 стрелками отмечены положения устано(1972).

вленных нами осцилляторов Oi относительно максиму[8] H.J. Mattausch, W. Hanke, G. Strinati. Phys. Rev. B, 27, мов теоретической кривой 2(E). Следует подчеркнуть, (1983).

что очень хорошее согласие теории [6] с нашимиопытно[9] B. Adolph, V.J. Gavrilenko, K. Tenelsen, F. Bechstedt, расчетными данными наблюдается только по энерге- R. Del Sole. Phys. Rev. B, 53, 9797 (1996).

тической структуре, но не по интенсивности перехо- [10] V.J. Gavrilenko, F. Bechstedt. Phys. Rev. B, 55, 4343 (1997).

[11] F. Bechstedt, K. Tenelsen, B. Adolph, R. Del Sole. Phys. Rev.

дов. Очень важно в дальнейших теоретических расчетах Lett., 78, 1528 (1998).

определить интенсивности отдельных переходов.

[12] L.X. Benedict, E.L. Shirley, R.B. Bohn. Phys. Rev. B, 57, В заключение очень кратко остановимся на резульR9385 (1998).

татах других работ детализации спектров оптических [13] В.В. Соболев, В.В. Немошкаленко. Методы вычислительфункций алмаза в области 0–20 эВ для n(E) и k(E) [27], ной физики в теории твердого тела. Электронная 0–25 эВ для 1(E), 2(E), n(E), k(E), R(E) [28], 5–200 эВ структура полупроводников (Киев, Наук. думка, 1988).

для R(E) [29]. Интегральные кривые воспроизведены (не [14] В.В. Соболев. ЖПС, 63, 143 (1993).

разложены!) в них при помощи большого количества под[15] В.В. Соболев, С.А. Алексеева, В.Л. Горенберг. ФТП, 12, гоночных параметров: 16-ти [27], 11-ти [28] и 12-ти [29].

2110 (1978).

В этих работах кроме модели симметричных лорен- [16] В.В. Соболев, В.Вал. Соболев. ФТТ, 36, 2560 (1994).

[17] В.В. Соболев, В.И. Донецких, Е.Ф. Загайнов. Тез. докл.

цевских осцилляторов дополнительно приняты весьма межд. совещ. ”Экситоны в полупроводниках” (Л., 1977) существенные упрощения и предположения, которые нес. 46.

бесспорны. Например, предположение о параболичности [18] E.L. Busygina, V.V. Sobolev. Abstracts Int. Conf. ”Optics of всех зон в широкой области энергии, хотя известно, Excitons in Condensed Matter” (St.Petersburg, 1997) p. 70.

что это может быть справедливо лишь в очень узкой [19] В.В. Соболев. Тр. Межд. конф. ”Оптика полупроводниокрестности вблизи точки. Среди выбранных осцилляков” (Ульяновск, Изд-во Ульян. ун-та, 1998) с. 3.

торов в работе [29] отсутствует самый интенсивный при [20] C.D. Clark, P.J. Dean, P.V. Harris. Proc. Roy. Soc. A, 277, 11.8 эВ. Это лишний раз подтверждает преимущества (1964).

беспараметрического метода объединенных диаграмм [21] H.R. Philipp, E.A. Taft. Phys. Rev., 127, 159 (1962).

Арганда при разложении интегрального спектра 2(E) [22] W.C. Walker, J. Osantowsky. Phys. Rev. A, 134, 153 (1964).

на элементарные компоненты. [23] H.R. Philipp, E.A. Taft. Phys. Rev. A, 136, 1445 (1964).

4 Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 946 В.В. Соболев, А.П. Тимонов, В.Вал. Соболев [24] R.A. Roberts, W.C. Walker. Phys. Rev., 161, 730 (1967).

[25] S. Logothetidis, J. Petalas, H.M. Polatoglou, D. Fuchs. Phys.

Rev. B, 46, 4483 (1992).

[26] R.A. Roberts, D.M. Roessler, W.C. Walker. Phys. Rev. Lett., 17, 302 (1966).

[27] A.R. Forouhi, J. Bloomer. Phys. Rev. B, 38, 1865 (188).

[28] A.D. Papadopoulos, E. Anastassakis. Phys. Rev. B, 43, (1991).

[29] J. Nithianandam, J.C. Rife. Phys. Rev. B, 47, 3517 (1993).

Редактор В.В. Чалдышев Fine structure of the diamond dielectric function spectrum V.V. Sobolev, A.P. Timonov, V.Val. Sobolev Udmurt State University, 426034 Izhevsk, Russia

Abstract

Spectra of the full set of optical functions for three different diamond samples were obtained in the range from 0 to 32 eV. The calculations were based on the reflectivity spectra by means of the Kramers–Kronig method. The analysis of the spectral peculiarities was carried out. The dialectric functions of three samples were decomposed for the first time into 13 components by the method of combined Argand diagram. The component energies and oscillator strengths were found. There was good agreement between the experimental results and theoretical data available.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, 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.