Вплив змішування станів валентної зони до станів зони провідності на двоквантовий лінійно-коловий діхроїзм у напівпровідниках
Анотація
Побудовано кількісну теорію двофотонного лінійно-кругового дихроїзму між підзонами легких і важких дірок валентної зони та зони провідності, яка враховує домішку станів валентної зони до станів зони провідності та температурну залежність ширина забороненої зони (Eg(T)) у напівпровідниках тетраедричної симетрії в багатозонній моделі Кейна. Показано, що вид коливальної кутової залежності або амплітудні значення ймовірностей двофотонних оптичних переходів залежать від стану поляризації світла. Це пояснюється тим, що під дією лінійно поляризованого світла відбувається вирівнювання вздовж імпульсу, а під дією циркулярно поляризованого світла відбувається орієнтація моментів носіїв струму. Визначено, що ймовірність двофотонних оптичних переходів із підзони важких дірок у зону провідності напівпровідників при фіксованій температурі зростає зі збільшенням частоти і проходить через максимум і різко зменшується незалежно від ступеня поляризації світла, оскільки а також ширина забороненої зони.
Завантаження
Посилання
K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, and A.A. Firsov, “Electric field effect in atomically thin carbon films,” Science, 306(5696), 666–669 (2004). https://doi.org/10.1126/science.1102896
L.A. Chernozatonskii, and A.A. Artyukh, “Quasi-two-dimensional transition metal dichalcogenides: structure, synthesis, properties and applications,” UFN, 188(1), 3–30 (2018). https://doi.org/10.3367/UFNr.2017.02.038065 (in Russian)
W.S. Yun, S.W. Han, S.C. Hong, I.G. Kim, and J.D. Lee, “Thickness and strain effects on electronic structures of transition metal dichalcogenides: 2H-MX2 semiconductors (M = Mo, W; X = S, Se, Te),” Phys. Rev. B, 85(3), 033305 (2012). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.033305
N. Huo, Y. Yang, Y.-N. Wu, X.-G. Zhang, S.T. Pantelides, and G. Konstantatos, “High carrier mobility in monolayer CVD-grown MoS2 through phonon suppression,” Nanoscale, 10(31), 15071-15077 (2018). https://doi.org/10.1039/C8NR04416C
A. Taffelli, S. Dirè, A. Quaranta, and L. Pancheri, “MoS2 based photodetectors: a review,” Sensors, 21(8), 2758 (2021). https://doi.org/10.3390/s21082758
G.H. Shin, C. Park, H.J. Lee, H.J. Jin, and S.-Y. Choi, “Ultrasensitive phototransistor based on WSe2-MoS2 van der Waals heterojunction,” Nano Lett. 20(8), 5741–5748 (2020). https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c01460
T. Wang, F. Zheng, G. Tang, J. Cao, P. You, J. Zhao, and F. Yan, “2D WSe2 Flakes for Synergistic Modulation of Grain Growth and Charge Transfer in Tin-Based Perovskite Solar Cells,” Adv. Sci. 8(11), 2004315 (2021). https://doi.org/10.1002/advs.202004315
W. Choi, N. Choudhary, G.H. Han, J. Park, D. Akinwande, and Y.H. Lee, “Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications,” Mater. Today, 20(3), 116–130 (2017). https://doi.org/10.1016/j.mattod.2016.10.002
S.-H. Su, W.-T. Hsu, C.-L. Hsu, C.-H. Chen, M.-H. Chiu, Y.-C. Lin, W.-H. Chang, et al., “Controllable synthesis of band-gap-unable and monolayer transition-metal dichalcogenide alloys,” Front. Energy Res. 2, 27 (2014). https://doi.org/10.3389/fenrg.2014.00027
C. Ernandes, L. Khalil, H. Almabrouk, D. Pierucci, B. Zheng, J. Avila, P. Dudin, et al., “Indirect to direct band gap crossover in two-dimensional WS2(1−x)Se2x alloys,” Nano. Mater. Appl. 5(1), 7 (2021). https://doi.org/10.1038/s41699-020-00187-9
E.L. Ivchenko, Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures, (Alpha Science International Ltd., Harrow, UK, 2005).
M.M. Glazov, “Elektron and Nuclear Spin Dynamics in Semiconductor Nanostructures,” in: Series on Semiconductor Science and Technology, (OUP, Oxford, 2018). https://doi.org/10.13140/RG.2.2.18718.56640
R.Ya. Rasulov, Kh. Sidikova, and Yu. Ganiev, “Theory of photovoltaic phenomena with n-GaP,” FTP, 27(3), 374-385 (1993). (In Russian)
V.R. Rasulov, R.Ya. Rasulov, and I. Eshboltaev, “Linearly and circular dichroism in a semiconductor with a complex valence band with allowance for four-photon absorption of light,” Physics of the Solid State, 59(3), 463–468 (2017). https://doi.org/10.1134/S1063783417030283
V.R. Rasulov, R.Ya. Rasulov, and I. Eshboltaev, “Linear-Circular Dichroism of Four-Photon Absorption of Light in Semiconductors with a Complex Valence Band,” Russian Physics Journal, 58(12), 1681-1686 (2015). https://doi.org/10.1007/s11182-016-0702-2
V.R. Rasulov, R.Ya. Rasulov, and I. Eshboltaev, “On the Theory of the Shift Linear Photovoltaic Effect in Semiconductors of Tetrahedral Symmetry Under Two-Photon Absorption,” Russian Physics Journal, 59(1), 92-98 (2016). https://doi.org/10.1007/s11182-016-0742-7
Авторське право (c) 2024 Воксоб Р. Расулов, Рустам Ю. Расулов, Нурілло У. Кодіров, Мардон Х. Насіров, Ікбол М. Ешболтаєв
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
