Магнитооптический эффект в кристаллах висмута

• Автор: Кондаков, Олег Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 417 с. : ил.

||к Содержание

Глава 1. История магнитооптических исследований висмута

и сплавов висмут-сурьма

§1.1 Энергетическая структура висмута и сурьмы

§12 Модели энергетического спектра носителей заряда в висмуте

§ 1.3 Температурные зависимости магнитооптических

осцилляций в полуметалле висмуте и сплавах висмут-сурьма

§ 1.4 Угловые зависимости гальваномагнитных

и магнитооптических осцилляций

Выводы к лаве I

Глава 2. Техника магнитооптического эксперимента в
исследованиях узкозонных полупроводников и полуметаллов
§ 2.1. Схема установки для получения и цифровой
записи магнитооптических спектров
§ 2.2. Генератор импульсного магнитного поля
§2.3. Устройство образца и его держателя
§2.4. Получение и предварительная обработка
осцилляционных кривых. Оценка погрешностей эксперимента
Выводы к лаве II
Глава 3. Расчёт формы линии магнитооптического эксперимента
^ §3.1. Решение уравнений Максвелла с граничными
условиями в полосковой линии
§3.2 Расчет формы экспериментальной кривой
в рамках модифицированной модели Бараффа
Выводы к лаве III
Глава 4. Температурные зависимости магнитооптических

осцилляций
§4.1. Магнитооптические осцилляции при В II С,
§4.2. Магнитооптические осцилляции при В // С
Выводы к лаве IV
Глава 5. Магнитооптические осцилляции в пределе
малых квантовых чисел
§5.1. Магнитооптическая структура в ультраквантовом
пределе магнитных полей для В II С,
§5.2. Магнитооптическая структура для В // С2
§5.3. Время релаксации в магнитооптическом эксперименте
§5.4. Тензор эффективных масс L - электронов
Выводы к лаве V
Глава 6. Магнитооптическое исследование сплавов
висмут-сурьма
§6.1. Магнитооптические осцилляции в области
межзонных переходов для В И С,
§6.2. Магнитооптические осцилляции в области
межзонных переходов для В П С
§6.3 Магнитооптические структуры сплавов висмут-сурьма
в ультраквантовом пределе магнитных полей для В // С
§6.4 Магнитооптические структуры сплавов висмут-сурьма
в ультраквантовом пределе магнитных полей для В // Сх

Выводы кйаве VI
Заключение
Литература
Приложение

Висмут и сплавы висмут-сурьма сыграли и продолжают играть важ-41 ную роль в физике твердого тела как модельные материалы, исследования
на которых привели к открытию многих новых физических эффектов, а также обеспечили установление и экспериментальную проверку фундаментальных закономерностей физики твердого тела.
Данная работа посвящена всестороннему изучению магнитооптических явлений в кристаллах типа висмута в квантующих магнитных полях. Магнитное поле модифицирует электронный энергетический спектр в систему энергетических уровней Ландау, изучение переходов между которыми позволяет получить уникальную информацию о параметрах спектра. Применение системы, состоящей из двух трансляционно-симметричных ® монокристаллов, позволило получить интенсивные магнитооптические
спектры, пригодные для исследования формы зависимости интенсивности полезного сигнала от величины индукции магнитного поля. Используемый в работе квант лазерного излучения существенно превосходил характерную энергию теплового размытия, что позволило существенно расширить исследуемый температурный интервал от Т=77 К до Т=280 К. Обработка экспериментальных данных методом моделирования формы линии магнитооптических спектров в рамках модифицированной модели Бараффа позволила реализовать преимущества осцилляционного эксперимента, в котором проявляются закономерности взаимодействия электромагнитного излучения с анизотропной плазмой носителей заряда, находящихся в кван-тующем магнитном поле. Сочетание широкого температурного диапазона от 77 до 280 К, в котором проводился эксперимент, и максимальных магнитных полей, достигавших 22 Тл, позволили сделать выводы о механизмах рассеяния носителей заряда в магнитооптических явлениях.
Актуальность работы. Квантовые осцилляционные эффекты при изучении зонной структуры твёрдого тела дают наиболее обширную ин-

мумов и фононной перенормировки при расчетах закона дисперсии в широком диапазоне температур.
Т(К)
Е
Рис. 1.3.6. Зависимость параметра удля легкой бинарной массы
от температуры.
+ -[50]; о-[222].
Наблюдение магнитооптических спектров в широком диапазоне температур и магнитных полей представляет собой крайне актуальную задачу, прежде всего потому, что нет убедительных данных о характере изменения и детального поведения ширины запрещённой зоны при температурах выше температуры кипения жидкого азота. Наиболее точные и обширные температурные измерения, проведённые в работе [50], не содержат надёжные сведения об изменении ширины запрещённой зоны с изменением температуры. Эти сведения могут быть получены только в случае наблюдения межзонных и внутризонных переходов на уровнях Ландау с участием уровней с у-0. Методика проведения магнитооптического эксперимента при Т>77 К, предлагаемая в [50], не позволяет проводить измере-