偏光分光解析によるII-VI族化合物半導体超確子の光学的性質に関する研究

偏振光谱研究II-VI族化合物半导体超随机光学性质

• 批准号: 04205017
• 负责人: 安達 定雄
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04205017/
• 关键词: 偏光分光解析; II-VI族化合物半導体; 半導体超格子; 光学的性質; 誘電率; 屈折率; 励起子; 波長可変エリプソメータ

半導体の光学定数(光学誘電率、屈折率等)は、光電子デバイスの設計、性能評価の上で非常に重要である。本研究は、バルクII-VI族化合物半導体や超確子の光学定数を、波長可変エリプソメータで測定し、これら材料の性質を明らかにした。その結果、バルクII-VI族化合物半導体(ZnSe,ZnTe,CdTe,ZnCdTe混晶)では、光学誘電率は表面の化学処理方法に非常に敏感であり、従って信頼性の高いデータを得るためには細心の表面化学処理が必要であることを明らかにした。なお、光学誘電率が表面の化学処理方法に依存する理由としては、自然酸化膜の残存や表面凹凸(数十〜数百オングストローム程度)の発生が上げられる。ちなみに我々が見いだした最良の表面化学処理方法としては、例えばZnTeでは臭素メタノール混液による化学機械研磨のみ、CdTeでは臭素メタノール混液による化学機械研磨の後のNaBH_4水溶液での還元処理である。このようにして測定した誘電率スペクトルやこれの微分スペクトルを、我々の提唱しているモデル誘電率理論で解析した。E_0/(E_0+Δ_0)構造は3次元M_0型臨界点、E_1/(E_1+Δ_1)構造は2次元M_0型臨界点、E_2構造は2次元M_1型臨界点でうまく説明された。II-VI族化合物半導体超格子については、ZnSe/ZnS歪超格子の光学的性質を波長可変エリプソメータで測定し、スピン軌道分離正孔が関与した励起子遷移ピークを観測した。微分スペクトルの解析から、この励起子の束縛エネルギーとして約160meVが求まり、バルクZnSeの約4倍の大きさであることが分かった。また、超格子でもE_1/(E_1+Δ_1)遷移に起因したピークが観測され、バルクZnSeのそれと比ベ高エネルギー側に若干シフトすることが分かった。

The optical properties of semiconductors (optical inductivity, refractive index, etc.) are very important in the design and performance evaluation of optoelectronic devices. In this paper, we study the optical properties of II-VI compound semiconductors and ultra-fine particles. As a result, II-VI compound semiconductors (ZnSe,ZnTe,CdTe,ZnCdTe mixed crystals) are very sensitive to optical inductivity and surface chemical treatment methods, and are highly sensitive to surface chemical treatment methods. The reason why the optical permittivity depends on the chemical treatment method of the surface is that the residual surface roughness (tens to hundreds of degrees) of the natural acidified film has increased. For example, ZnTe and CdTe can be treated by chemical mechanical polishing and NaBH4 aqueous solution treatment after chemical mechanical polishing. This is a theoretical analysis of the measurement of electrical conductivity. E_0/(E_0+Δ_0) structure is the critical point of 3D M_0 type, E_1/(E_1+Δ_1) structure is the critical point of 2D M_0 type, E_2 structure is the critical point of 2D M_1 type. The optical properties of II-VI compound semiconductor superlattices can be measured at different wavelengths. The differential excitation is about 160meV, and the ZnSe is about 4 times larger. The E_1/(E_1+Δ_1) migration of ZnSe in the superlattice is caused by the following factors:

项目成果

Sadao Adachi and Kohzo Sato: "Numerical Derivative Analysis of the Pseudodielectric Functions of ZnTe" Japanese Journal of Applied Physics. 31. 3907-3912 (1992)

Sadao Adachi 和 Kohzo Sato：“ZnTe 赝介电函数的数值导数分析”日本应用物理学杂志。

Kohzo Sato and Sadao Adachi: "Optical properties of Zn Te" Journal of Applied Physics. 73. 926-931 (1993)

Kohzo Sato 和 Sadao Adachi：“Zn Te 的光学性质”应用物理学杂志。