Влияние примесного состава на оптическое пропускание германия

Германий широко применяется в ПК оптике в спектральном диапазоне 2,5 - 14,0 мкм и преимущественно в окне прозрачности атмосферы 8,0 - 14,0 мкм благодаря удачному сочетанию хороших физико-химических, механических свойств и относительно небольшого коэффициента поглощения.

примеси. Уровни других примесей в германии могут располагаться как вблизи границ зон, так и лежать глубоко в запрещенной зоне, создавая «глубокие» уровни энергии. При этом влияние глубоких центров на параметры полупроводниковых материалов гораздо разнообразнее, чем мелких. Наличие таких уровней сильно влияет на концентрацию, подвижность носителей заряда, проводимость, фотопроводимость.

Согласно теоретическим представлениям о поглощении излучения кристаллической решеткой в одноатомных полупроводниках IV группы наблюдается многофононное поглощение света, связанное, как с оптическими (продольными (ТО) и поперечными (LO)), так и с акустическими (по аналогии - ТО и LO) модами [125] и поэтому в спектре присутствуют решёточные пики поглощения.

Характеристики легированного германия с используемыми в настоящей работе примесями [211-213], рассчитанные на основе спектральных зависимостей коэффициенты ослабления для фононных пиков поглощения приведены в таблице 4.1. Спектральные зависимости исследованных монокристаллов германия приведены на рис.

Максимальным пропусканием обладают монокристаллы легированные примесью электронного типа проводимости до уровня '-510 Ом-см. Ход кривых пропускания от частоты падающего излучения практически совпадает для германия, легированного сурьмой и висмутом, а также для бездислокационного германия (примесь - сурьма).

Зафиксированное положение пиков фононного поглощения в рассматриваемом диапазоне отвечает частотам v - 841, 749, 645 см"¹. Абсолютная величина коэффициента поглощения, соответствующая германию с заданной примесью, определяется, прежде всего, типом проводимости и концентрацией примеси. На рисунке 4.1 видно, что на положение пиков поглощения не оказывает влияния ни тип, ни концентрация легирующей примеси, ни коэффициент ослабления.

Таблица 4.1. Характеристики образцов и свойства используемых примесей

Рис. 4.1. Спектральные зависимости пропускания легированных монокристаллов германия (стрелками показаны максимумы фононных полос поглощения с указанием соответствующих волновых чисел)

4.1.3.