و چاه کوانتومی چندتائی InxGa1-xN بررسی مدهای اپتیکی آلیاژ در ناحیه فروسرخ دور In0.5Ga0.5N/GaN

نویسندگان

دانشگاه یزد

چکیده

در InxGa1-xN و آلیاژ In0.5Ga0.5N/GaN خواص اپتیکی چاه های کوانتومی چندتائی
مورد بررسی قرار گرفتهاند. طیف بازتابی چاه کوانتومی چندتائی )Far-IR( ناحیه فرو سرخ دور
در ناحیه فروسرخ دور، با استفاده از تقریب محیط مؤثر، GaAs با زیر لایه In0.5Ga0.5N/GaN
بررسی شده است. طیف حاصله و پاسخ تابع دی الکتریک p و s و پاسخ آن به نور قطبیده مایل
اطلاعات مفیدی از سهم فونونی و پلاسمونی در چاه کوانتومی را ارائه می نماید. همچنین کسر
مولی ترکیبات در آلیاژ و تغییرات محل مدهای اپتیکی وسیله مناسبی جهت اندازه گیری میزان
دو ناحیه ،InxGa1-xN حاملهای آزاد و میزان کسر مولی در نمونه هاست. در بررسی طیف بازتابی
خالص به ازاء مقادیر InN خالص و GaN جدا از هم با بسامدهایی نزدیک Reststrahlen
مختلف ترکیب مشاهده شده اند. با کاهش غلظت هر ترکیب در آلیاژ، هر ناحیه به سمت
بسامدهای پائین تر با دامنه کمتر جابهجا می شوند. آنالیز تابع دی الکتریک، تغییرات بسامد
نشان می هد. در حالت آلائیده تغییر x آلیاژ را با تغییر TO و عرضی LO مدهای اپتیکی طولی
به علت جفتیدگی مد فونون و پلاسمون مشاهده می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the optical modes of InxGa1-xN alloy and In0.5Ga0.5N/GaN MQW in far-infrared reflectivity spectra

چکیده [English]

Optical properties of InxGa1-xN alloy and In0.5Ga0.5N/GaN multi
quantum wells have been investigated in the region of far infrared. Far-IR
reflectivity spectra of In0.5Ga0.5N/GaN multi quantum wells on GaAs
substrate have been obtained by oblique incidence p- and s-polarization light
using effective medium approximation. The spectra and the dielectric
functions response give a good information about the phonon and plasmon
contribution in doped MQW as well as the mole fraction of compounds in
the alloys. The changes in position of optical modes are good tools for
measurement of the amount of free carrier and the amount of mole fraction
in the samples. During study of InxGa1-xN reflectivity spectra, two distinct
reststrahl bands with frequency near those of pure InN and GaN were
observed over entire composition range. Each band shifts to lower
frequencies and decreases in amplitude as the concentration of
corresponding compound in alloy decreased. Analysis of dielectric function
gives the TO-like and LO-like mode frequencies. The changes in LO mode
frequencies, due to coupling of phonon–plasmon, have been observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • InxGa1-xN/GaN
  • MQW
  • Reflectivity Spectra
  • Far-Infrared
  • Optical Mode
  • Plasmon
  • Phonon
  • LO
  • TO
[1] Herima H., "Properties of GaN and related compounds studied by means

of Raman scattering", J. Phys. Condens. Matter, Vol. 14 (2002) PP. 967.

[2] Bergman L., Nemanich R.J., "Raman spectroscopy for characterization

of hard wide band gap emiconductors diamond, GaN, GaAlN, AlN, BN",

Annu. Rev. Matter. Sci., Vol. 26 (1996) PP. 551.

[3] Farjami Shayesteh S., Dumelow T., Parker T.J., Mirjalili G., Vorobjev

L.E., Donetsky D.V., Kastalsky A., "Far-infrared spectra of reflectivity,transmition and hot-hol emission in p-doped GaAs/Al0.5Ga0.5As multi

quantum well", Semicond. Sci.Technol., Vol. 11 (1996) PP. 323.

[4] Dumelow T., Parker T.J., Smith S.R.P., Tilley D.R., "Surface Science

Reports", North-Holland (1993).

[5] Yang T.R., Dvoynenko M.M., Cheng Y.F., "Far-IR investigation of thin

InGaN layers", Phisica. B, Vol. 324 (2002) PP. 268.

[6] Kaczmarczyk G., Kaschner A., Reich S., Hoffmann A., Thomsen C.,

"Lattice dynamics of hexagonal and cubic InN: Raman-scattering

experiments and calculations", Appl Phys. Lett., Vol. 76 (2000) PP. 2122.

[7] Mirjalili G., Dumelow T., Parker T.J., Farjami Shayesteh S., Cheng T.S.,

Foxon C.T., Jenkins L.C., Lacklinson D.E., "Far infrared spectroscopy of

thin epitaxial layers of GaN deposited by molecular beam epitaxy on GaP

substrate" Infrared Physics & Thechnology, Vol. 37 (1996) PP. 389.

[8] Dumelow T., Tilley D.R., "Optical properties of semiconductor and

superlattices in the far infrared", Opt. Soc. Am. A, Vol. 10, No. 4 (1993)

PP. 633.