GaAs中等离子体激元-LO声子耦合模的拉曼光谱研究文献综述
2020-04-15 16:51:04
当下作为一个信息时代,我们的社会是充满信息的社会。在半导体科学技术不断的发展中,半导体的工业产品与人们的日常生活息息相关,对人类社会的进步起着十分重要的意义。而且以光电子技术为代表的物理科学的方面进步也与半导体科学技术的发展有着紧密联系。当前,世界半导体材料及技术的发展非常迅速,已经作为衡量各个国家的电子信息技术发展水平的重要标志。
砷化镓(GaAs)由于具有十分优良的光电性能,在国际半导体研究中已然成为了研究的热点,因此其被许多人称为第二代半导体材料。GaAs在光伏器件,光通信领域和能源转换等各个方面有着许多重要作用。因此对GaAs这一优秀材料的各项性能的研究具有重要的意义。
砷化镓(GaAs)是目前最为重要的化合物半导体材料之一, 它具有较高的电子迁移率、大的禁带宽度、低阻位错和半绝缘特性,这些特性赋予砷化镓优良的光电性能, 使其广泛应用于各种类型的光电器件和微电子器件。作为器件的应用而言,材料的基本参量如载流子浓度以及迁移率在进行器件的设计方面和性能参数优化设计上有着至关重要的作用,因而在研究工作中,得到这样的基本参数非常重要。
一般而言,对半导体材料的基本参量的最常规的测量方法是基于Hall效应的电学测量法。因为这些半导体材料的载流子浓度与霍尔电阻率一般成反比,人们可以很方便的利用Hall效应测量出载流子的浓度,并计算迁移率。但是利用Hall效应对材料进行载流子浓度以及迁移率的测量时,需要将其制作成一定形状的电极,在测量时也可能会存在欧姆接触的问题。目前的半导体材料制成的器件体积日益减小,趋于微型化,集成化。而基于Hall效应的电学测量法在实际操作中有许多局限性,比如样品材料需要电接点,被测样品体积应足够大。此法已不太适合目前的研究条件。
拉曼光谱测量不仅长期以来一直是研究固体声子振动状态的最有力手段之一而且也是一种研究半导体传输特性的有力技术。相比电学测量,拉曼光谱测量能测量极小体积样品,是一种很有前景的研究工具。半导体中载流子浓度较大时, 会形成等离子激元振荡模式, 等离子激元与极性 LO 声子模相互耦合, 就形成了 LO 声子-等离子激元耦合(LPP)模。利用拉曼散射可以清楚地观察 LO 声子-等离子激元耦合模, 并可由此得到材料中的载流子浓度。与霍耳效应不同的是, 霍耳效应一般测量的是样品的平均载流子浓度, 而拉曼散射可以给出样品微区的载流子浓度分布情况。Raman光谱分析法作为一种非侵入性的分析方法,具有不需要破坏性样品,以及能够对微小体积样品特性的测量的优点,并且极大地缩短测量时间。与电学测量相比,Raman光谱分析法的局部分辨率较高,分辨率大小仅受激光聚焦的限制。