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陈浩南 2024-10-02 20:34:20 +08:00
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# Light scattering by a multicomponent plasma coupled with longitudinal-optical phonons Raman spectra of p-type GaAs Zn
## Abstract
研究了 p-GaAs掺 Zn中的的声子、空穴、表面等离激元的耦合。
由于载流子浓度较大,只有一个这样耦合的峰。(为什么?
使用 random phase approximation 从理论上估计了多种表面等离激元的拉曼散射的强度,
包括了轻重空穴带之间的与波矢有关的跃迁,以及这些带内部的跃迁。
有限时间效应通过 generalized Mermin 近似考虑。
理论估计的峰的形状与实验进行了比对,比对结果很好,并且不需要加入额外的拟合参数,只是由空穴浓度、迁移率。
低温时,带内跃迁不能忽略,导致峰展宽。
GaP 的峰受到温度的影响不同,我们也讨论了它的机制。
## Introduction
对于n型的情况讨论得比较多。
前人讨论的都是高载流子迁移速率、低载流子有效质量的情况,在这种情况下 CPPM 会存在两个峰。
在载流子迁移速率较低、有效质量较大的情况下只有一个峰overdamped CPPM这种情况讨论得较少。
这种情况下峰偏移和展宽都比较小,并且需要考虑声子(晶格振动)的寿命。
p型的情况更复杂。一方面载流子迁移率更低一方面空穴往往分成几类分别作用。
对于 GaAs只有 5% 是轻空穴。但由于它们的迁移率更高、激元的能量更小,它们对 CPPM 的贡献也同样重要。
有人研究了 p-GaAs掺 Zn中空穴浓度 $10^{17}\sim10^{20}$ 时的 CPPM它们解释它们的结果时认为波矢不守恒和选择定则的破坏是因为离子杂质。
## Raman-scattering efficiency
要计算拉曼散射的效率,我们要分两步走:
* 计算各种因素导致的电极化率变化。包括声子(原子位移)导致的电极化率变化,带有极化的声子引起的电场进一步导致的电极化率变化,载流子(即空穴)导致的电极化率变化。
* 由电极化率的变化,来计算拉曼散射的效率。
为了进行接下来的推导,有必要先复习一下声子是如何导致拉曼散射的。