高雜質準二維半導體結構內自由載子之吸收現象

Abstract

高雜質半導體內自由載子吸收的量子原理, 可引伸來處理自由載子受限於準二維半導體結 構之材料,如異質半導體疊層接合,半導體薄膜 和反轉層半導體等.由於這些準二維結構內載 子之受限,令尺度量子化開始成為決定半導體 之電性和光性之重要因子.除了直接帶間或次 帶間之光躍遷外,光吸收亦可由間接能帶內之 光躍遷產生,使晶體內之載子吸收或放出一個 光子,同時產生聲子散射或雜質散射.當載子受 聲子散射時,其載子之運動受限於垂直量子化 磁場之平面.研究結果指出自由載子之吸收係 數與相對於磁場方向之輻射場極化方向有關. 對於高雜質半導體,其吸收係數可能顯示出與非簡併半導體大不相同.因此,我們將探討高雜 質準二維半導體結構之吸收係數.考慮輻射場 沿層面極化和垂直於層面極化所產生之自由載 子吸收,而載子與聲子之交互作用假設為形變 位能耦合和壓電耦合機構,載子之分布為費密- 迪爾克分布函數.