Теоретичний аналіз міжзонного однофотонного поглинання світла в напівпровідниках: ефекти змішування зон валентної провідності та температурно-залежної забороненої зони
Анотація
У цьому дослідженні представлено теоретичний аналіз спектральної та температурної залежності коефіцієнта однофотонного поглинання лінійно та циркулярно поляризованого світла в напівпровідниках із ґратковими структурами алмазу та цинкової обманки. Розглядаються оптичні переходи, що включають підзони легких і важких дірок і зону провідності, включаючи такі ефекти, як температурно-залежна заборонена зона, змішування станів валентної зони провідності та когерентне насичення. Отримані дані показують, що важкі діри сприяють однофотонному поглинанню приблизно в 10 разів більше, ніж легкі. Крім того, досліджується зв’язок між лінійно-круговим дихроїзмом та інтенсивністю світла, підкреслюючи роль когерентних ефектів насичення.
Завантаження
Посилання
I.M. Tsidilkovski, Band Structure of Semiconductors: International Series on the Science of the Solid State, (Pergamon Press, 2016).
G.L. Bir, and G.E. Pikus, Symmetry and Strain-induced Effects in Semiconductors, (I.P.S.T., 1975).
E.L. Ivchenko, and R.Ya. Rasulov, Symmetry and real band structure of semiconductors, (FAN, Tashkent, 1992). (in Russian)
G.G. Zegrya, and V.I. Perel, Fundamentals of semiconductor physics, (Fizmatlit, 2009). (in Russian)
G. Pikus, and E.L. Ivchenko, Superlattices and Other Heterostructures: Symmetry and Optical Phenomena, Springer Series in Solid-State Sciences, Vol. 110, (Springer Verlag, 2nd edition, 1997).
E.L. Ivchenko, Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures, Vol. XII, (Alpha Science International Ltd., Harrow, UK, 2005).
M.M. Glazov, Physics of low-dimensional systems. Course lecture, (2022). (in Russian)
I. Vurgaftman, J.R. Meyer, and L.R. Ram-Mohan, “Band parameters for III–V compound semiconductors and their alloys,” Journal of Applied Physics, 89, 5815–5875 (2001). https://doi.org/10.1063/1.1368156
R. Päßler, “Parameter Sets Due to Fittings of the Temperature Dependencies of Fundamental Bandgaps in Semiconductors,” Phys. Stat. Sol. (b), 216, 975-1007 (1999). https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3951(199912)216:2<3.CO;2-E
E.L. Ivchenko, “Two-photon absorption of light and optical orientation of free carriers,” Physics, 14(12), 3489-3496 (1972). (in Russian)
R.Ya. Rasulov, “Linear-circular dichroism in multiphoton intersubband absorption in semiconductors,” Phys. 35(6), 1674-1678 (1993). https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/14966
R.Ya. Rasulov, V.R. Rasulov, M.Kh. Kuchkarov, and I.M. Eshboltaev, "Interband multiphoton absorption of polarized radiation and its linear circular dichroism in semiconductors in the kane approximation." Russian Physics Journal, 65(10), 1746-1754 (2023). https://doi.org/10.1007/s11182-023-02825-3
R.Ya. Rasulov, V.R. Rasulov, and I.M. Eshboltaev, “Linearly and circular dichroism in a semiconductor with a complex valence band with allowance for four-photon absorption of light,” Phys. Solid State, 59, 463–468 (2017). https://doi.org/10.1134/S1063783417030283
V.R. Rasulov, R.Ya. Rasulov, N.U. Kodirov, and U.M. Isomaddinova, “Interband single-photon absorption and its linear-circular dichroism in crystals taking into account the effect of coherent saturation,” Physics of the Solid State, 65(7), 1224-1230 (2023). https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/56410
E.L. Ivchenko, Physics of low-dimensional systems, 2015. https://solid.phys.spbu.ru/images/Ivch_lec15.pdf (in Russian)
Y.U. Peter, and M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties, (Springer, 2010).
N.V. Leppenen, E.L. Ivchenko, and L.E. Golub, “Nonlinear optical absorption and photocurrents in topological insulators,” Phys. Rev. B, 105, 115306 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.115306
D.A. Parshin, and A.R. Shabaev, “Theory of linear IR absorption by semiconductors with degenerate bands,” Zh. Exp. Teor. Fiz. 92(4), 1471-1484 (1987). http://jetp.ras.ru/cgi-bin/dn/e_065_04_0827.pdf (in Russian)
Авторське право (c) 2025 Вохоб Р. Расулов, Рустам Я. Расулов, Нурилло У. Кодиров, Мардон Х. Насиров, Икбол М. Эшболтаев
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).
