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=== Strong-polar Phonons
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沿着不同方向入射的话,强声子的模式是不同的。
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// 在半导体的极性声子模式中,原子间存在长距离的库伦相互作用,导致散射谱在 Gamma 附近不再连续(引用),如图中的彩色线所示。
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// 这导致不同方向的入射/散射光的声子模式不同。
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// 具体来说,当入射光/散射光沿着 z 方向时,起作用的是 A-Gamma 线上的声子模式(图中的左半边的橘线),它们适用于群 C6v。
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// 这时会有一个 E1 模式(TO,振动方向在面内)和一个 A1 模式(LO,沿 z 振动)。
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// 而当沿着 y 方向入射时,起作用的是 Gamma-K 线上的声子模式(图中的右半边的橘线),它们不再适用于群 C6v,而只适用于群 C2v;
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// 它会分裂成沿x、y、z 方向的三个声子模式(图中的右半边的蓝线),它们分别对应于群 C2v 的 A1、B1 和 B2 表示 TODO: 确认这个几个表示的名字。
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// 若考虑到到入射光不是严格沿着 z 方向,而是有一个小的角度(例如 10 度),则此时有一个声子模式沿着 x 方向,另外两个声子模式则为 y-z 两个方向的混合。
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// (没有在图上表示)
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半导体中的强极性声子模式强烈地依赖于入射光的方向,
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这是由于半导体中原子之间的长程库伦相互作用所致,
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表现在散射光谱中,Gamma点附近不连续(见@figure-discont)。
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具体来说,当入射光沿着 z 方向时,起作用的是 A-Gamma 线上的声子模式(图中的上半部分的橘线),它们适用于群 C6v。
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这时会有一个 TO 模式(C6v 中的 E1)和一个 LO 模式(C6v 中的 A1)。
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而当沿着 y 方向入射时,起作用的是 Gamma-K 线上的声子模式(图中下半部分的橘线),它们不再适用于群 C6v,而只适用于群 C2v;
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这时将会出现三个模式,包括一个LO(沿y方向振动,对应C2v中的A1)和两个TO模式(根据振动方向,命名为B2-x和B2-y,对应C2v中的B1和B2)。
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当入射光不是严格沿着坐标轴方向,而是在xOy面内呈现一定的夹角时(掠入射,以及考虑了斜切的正入射),则此时有一个声子模式沿着 x 方向,另外两个声子模式则为 y-z 两个方向的混合。
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Strong-polar phonon modes caused by different incident light directions are different,
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due to long-range Coulomb interactions between atoms in semiconductors,
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showing discontinuity in the scattering spectra near the #sym.Gamma point (see @figure-discont).
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For incident light propagating along the z direction (phonon modes on the A-#sym.Gamma line),
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symmetry of C#sub[6v] point group applies and leading to two modes (two peeks in Raman spectra),
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including an E#sub[1] mode (pink line in @figure-discont, vibration in-plane)
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and an A#sub[1] mode (green line in @figure-discont, vibration along z-direction).
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When the light is incident along other directions, symmetry in plane was broken and C#sub[6v] symmetry no longer holds,
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and there will be three phonon modes in theory.
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For example, when the light is incident along the y direction (phonon modes on the #{sym.Gamma}-K line),
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symmetry of C#sub[2v] applies and three modes exist in dispersion curves,
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including an A#sub[1] mode (green line in @figure-discont, vibration along z direction),
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a B#sub[2] mode (blue line in @figure-discont, vibration along x direction),
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and a B#sub[1] mode (red line in @figure-discont, vibration in y direction).
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When the light is incident along a direction between z and y,
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three phonon modes will exist, but vibration in the mixed direction.
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将理论/计算结果与实验对比。
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我们将计算与实验结果进行了对比。衬底中的LO峰与plasmon耦合形成LOPC峰,因此与计算结果大不相同。
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对于TO峰,在正入射中,它与E2-3模式的距离为xxx;在掠入射中,它与E2-3模式的距离为xxx。
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Many Raman experiments on 4H-SiC with incident light along the z direction have observed two peaks.
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However, no experiments have reported three peaks with incident light along other directions.
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In our experiment, we found the third, and it satisfied properties we expected.
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In our experiments, we found that the third peak only appears when focusing inside the sample.
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E1 的情况。
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注意到在正入射中,理论上不能被观察到的E#sub[1]-1模式也被观察到了。
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与弱极性的 E1-1 模式类似,我们也认为这是由于入射光并非完全沿 z 轴入射所致。
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但与弱极性 E1-1 模式不同的是,强极性 E1-1 模式在 xy 的偏振下并没有更强反而更弱。
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这是因为E1这时不再是严格的E1模式,而是分裂成了两个相近的模式。
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我们的计算表明,在2度的入射角下,E1分裂的两个模式非常接近。
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其中某个模式会怎样怎样,另一个会怎样怎样。
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// 我们预测,随着入射方向偏移,LO 峰会向着高频方向移动。此外,我们也注意到 LO 也会与载流子产生影响。
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// 在 n 型半导体中,LOPC 模式将代替 LO 模式;在 p 型半导体中,LO 模式仍然单独存在,但它的半高宽会受到载流子浓度的影响。
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#include "table-pol.typ"
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