Міністерство освіти України
Національний технічний університет
"Харківський політехнічний інститут"
Кафедра фізичного матеріалознавства для електроніки та геліоенергетики (ФМЕГ)
РЕФЕРАТ
"Оптичні властивості напівпровідникових плівок у видимій та ІЧ частинах спектра "
Виконавець:
студент групи ФТ-18 б Карасьов С.Н.
2003
1. Оптичні властивості напівпровідників
У дослідах з поглинання світла напівпровідниками часто використовуються порівняно слабкі світлові потоки. При цьому електромагнітна хвиля не змінює енергетичний спектр носіїв заряду (або решітки), а лише створює нові пари електрон-дірка (або нові фонони) або викликає перерозподіл носіїв заряду по станах. При цьому величини, характеризують оптичні властивості середовища, не залежать від інтенсивності світла. У такому випадку говорять про лінійному наближенні: величина світлової енергії, поглинається в зразку, лінійно пов'язана з інтенсивністю світла. Обмежимося тут цим наближенням. Будемо вважати також, що довжина електромагнітної хвилі значно перевищує постійну решітки. Остання умова зазвичай добре виконується аж до енергій фотонів порядку декількох сот електрон-вольт. p> Досліди, нас тут цікавлять, зводяться в кінцевому рахунку до виміру інтенсивності світла, що пройшло через зразок або відбитого від нього. Для опису експериментальних результатів, що відносяться до кристалам кубічної симетрії (або до ізотропним матеріалами), вводять дві величини: коефіцієнти заломлення п і екстинкції П‡. Щоб зв'язати їх з мікроскопічними характеристиками речовини, розглянемо завдання про поширенні плоскої електромагнітної хвилі, нормально падаючої на поверхню зразка. Нехай остання збігається з площиною х = 0, причому область х> 0 зайнята напівпровідником. Розміри зразка у всіх напрямках будемо вважати як завгодно великими.
Позначимо через E, D і H, B вектори напруженості і індукції електричного і магнітного полів електромагнітної хвилі. Рівняння Максвелла, що описують поширення поперечної хвилі, мають вигляд [1]
(1.1)
(1.2)
(1.3)
(1.4)
Обмежуючись кристалами кубічної симетрії, можемо покласти
(1.5)
причому, Пѓ = Пѓ 1 + i Пѓ 2 , Оµ 0 = Оµ 1 + i Оµ 2 , де Пѓ 1 Пѓ 2 , Оµ 1 , Оµ 2 - Речові величини, залежні від частоти падаючої хвилі П‰. Магнітну проникність Ој будемо вважати речовій константою, що не залежить від П‰; в немагнітних напівпровідниках значення Ој зазвичай дуже близько до одиниці.
Візьмемо ротор від обох частин рівняння (1.1). Як відомо з векторного аналізу,
В
Користуючись цим співвідношенням і равенствами (1.2), (1.3) і (1.5)...
