Оптические свойства полуметаллов висмут-сурьма в области плазменных эффектов

• Автор: Степанов, Николай Петрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 365 с. : ил.

Глава 1. Особенности и характерные энергии электронного, плазмонного и фононного спектров кристаллов висмута и

висмут-сурьма

§1.1. Кристаллическая решетка и зона Бриллюэна

монокристаллов висмута и висмут-сурьма

§ 1.2. Зонная структура и поверхность Ферми кристаллов

типа висмута

§ 1.3. Влияние температуры на энергетические параметры

зонной структуры кристаллов висмута и висмут-сурьма

§ 1.4. Модели энергетического спектра носителей в Ь- и Тточках приведенной зоны Бриллюэна кристаллов висмут-сурьма

§ 1.5. Энергетический спектр колебаний кристаллической

решетки висмута

§ 1.6. Величина энергии плазменного резонанса свободных носителей
заряда в кристаллах висмута и висмут-сурьма
§ 1.7. Влияние легирующих примесей на физические свойства и энергетические характеристики кристаллов
висмута и висмут-сурьма
Выводы к главе 1
Глава 2. Оптические свойства кристаллов висмута и
висмут-сурьма
§2.1. Феноменологическое описание взаимодействия
электромагнитного излучения с веществом в теории Максвелла
§ 2.2. Взаимодействие электромагнитного излучения с плазмой

свободных носителей заряда в твердых телах
§ 2.3. Плазменное отражение от кристаллов
висмута и висмут-сурьма
§ 2.4. Край межзонного поглощения и фотопроводимость
в кристаллах висмута и висмут-сурьма
§ 2.5. Влияние колебаний кристаллической решетки на оптические свойства кристаллов висмута
и висмут-сурьма
Выводы к главе
Глава 3. Методика и техника эксперимента
§ 3.1. Выращивание монокристаллов висмута и
висмут-сурьма...,
§ 3.2. Подготовка образцов для оптических измерений
§3.3. Методика и техника измерения спектров отражения кристаллов типа висмута в дальней инфракрасной
области спектра
Выводы к главе
Глава 4. Особенности спектров плазменного отражения кристаллов висмута и висмут-сурьма в инфракрасной
области спектра
§4.1. Качественный анализ и классификация спектров отражения чистых и легированных кристаллов висмута и висмутсурьма
§ 4.2. Применение соотношений Крамерса - Кронига для
анализа спектров отражения и расчета оптических функций
§ 4.3. Результаты расчета оптических функций кристаллов висмута и висмут-сурьма по дисперсионным соотношениям
Крамерса-Кронига

§ 4.3. Результаты экспериментального исследования спектров отражения кристаллов висмута и висмут-сурьма
в области плазменных эффектов
Выводы к главе
Глава 5. Оптические свойства кристаллов висмута и висмут-сурьма в области плазменных эффектов, обусловленных
свободными носителями заряда
§5.1. Сближение энергий элементарных возбуждений электронной
и ионной системы
§ 5.2. Моделирование оптических функций висмута и
висмут-сурьма в рамках адиабатического подхода
§5.3. Результаты моделирования оптических функций
кристаллов висмута и висмут-сурьма
§ 5.4. Различие статических и оптических времен релаксации
в кристаллах висмута и висмут-сурьма
§ 5.5. Особенности взаимодействия инфракрасного излучения с анизотропными кристаллами висмута и висмут-сурьма с близкими значениями энергий в электронном, плазмонном и
фононном спектрах
Выводы к главе 5
Заключение
Литература

Несмотря на трудности с определением причины нецелочисленности коэффициентов эффективности примеси, существует соответствие между количеством введенной в исходный состав легирующей примеси и изменением концентрации свободных носителей заряда. Это позволяет рассматривать исследуемые параметры как функцию концентрации легирующей примеси. Такие зависимости являются наглядными и приводятся в данной работе.
1.7.2. Влияние легирующих примесей на энергетический спектр носителей заряда в кристаллах висмута и висмут-сурьма
Легирование кристаллов висмута и висмут-сурьма примесями акцепторного и донорного типа позволяет в широких пределах изменять положение уровня химического потенциала, что имеет важное значение для решения многих задач фундаментального и прикладного значения.
Донорная примесь теллура или селена в кристаллах висмута и висмут-сурьма приводит к увеличению концентрации электронов, что сопровождается повышением уровня химического потенциала в зоне проводимости. Легирование донорными примесями позволяет достичь в висмуте и сплавах висмут-сурьма состояния однозонности, когда уровень химического потенциала выходит за пределы Т45-зоны тяжелых дырок. При этом все электронные свойства кристаллов будут обусловлены Ь-электронами. Состояние однозонности в висмуте наблюдается при легировании теллуром более 0.025 ат.%, рис. 1.5.
Увеличение концентрации сурьмы в висмуте приводит к плавному уменьшению перекрытия Ь5- и Т45-экстремумов зоны проводимости и валентной зоны, вследствие чего состояние однозонности достигается при меньших значениях концентрации легирующей примеси. В области концентраций сурьмы 7 < х < 22 ат.% в сплавах Вц-хЗЬ* реализуется