This commit is contained in:
陈浩南 2024-10-07 00:27:56 +08:00
parent 0ae6b923f3
commit 740b295677
9 changed files with 118 additions and 2 deletions

View File

@ -6,3 +6,32 @@
使用拉曼测试可以测试较小范围内的情况,并且不需要预先处理。
本文使用背散射测试了 LOPC 模式并与理论的结果进行了比较使用等离激元的频率与载流子浓度有关、载流子浸润率与载流子迁移率有关和声子浸润率这是什么作为拟合参数得到了衬底和外延层中载流子n型的浓度和迁移率并与 CV 测试的结果进行了比较。
## Experiment
准备了三组样品:
* 两片衬底,重掺 n型。
* 两片外延层,无故意掺杂。
* 两片外延层,轻掺 n型。
## Theoretical analysis of LOPC intensity
一顿操作猛如虎(其实也是引用的以前的文献),得到的结论是:
$$
I(\omega) = -\frac{S}{\varepsilon_\infin}\left(1+2AC\frac{\omega_T^2}{\Delta}+\frac{BC^2\omega_T^4}{\Delta(\omega_L^2-\omega_T^2)}\right)\frac{N\Pi-M\Lambda}{\Pi^2+\Lambda^2}
$$
其中各个量(除了 $\omega$)都是更复杂的式子,总之只有 $\omega$ 一个变量。
TODO把前置理论看懂后再来看这里的推导。
## Results and discussion
拟合出来和结果很好。
但穿透外延层测量衬底时,与直接测量的结果有些不同。

View File

@ -249,6 +249,24 @@ TODO: 这个结论是如何得到的?
### 4.1. Classification of Symmetry of Phonons for different directions of the wave vector K in the Brillouin Zone of 4H & 6H-SiC.
对于 4H使用一个 24 维度的线性空间(即晶胞中各个原子的各个坐标)。
断言C6v 群中的每个元素在其上的表示,都是一个轮换矩阵和一个旋转矩阵的直积。轮换矩阵对应的是操作后各个原子之间的位置互换,旋转矩阵则表示它们的运动方向的变化。之后计算各个元素的特征标,与特征标表对比,就得到了 $\Gamma$ 点所有振动的不可约表示。
结论是:
$$
4A1+4B1+4E1+4E2
$$
讨论其中的声学声子的数量,即所有原子运动方向都相同的声子。这是个三维空间。
仔细考量后会发现,它的表示恰好是只有转动的那个部分。可以计算出它是:
$$
A1+E1
$$
因此,剩余的都是光学模式。
如果要扩展到其它的 q 点:对于 $\Gamma-A$ 上的模式,仍然是 C6v 群;对于 $\Gamma-M$ 和 $\Gamma-K$ 上的模式,需要使用 C2v 群。
k 在 z 方向的模式被称为 axial mode在基平面内的模式被称为 planar mode。
参考文献 13 和 14 有讲更详细的理论。

BIN
拉曼/Light Scattering in Solids I.pdf (Stored with Git LFS) Normal file

Binary file not shown.

View File

@ -27,10 +27,26 @@ 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
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。
* 计算各种因素导致的电极化率变化。包括下面三种:
* 声子(原子位移)导致的晶格中周期性势能的变化,进一步导致的电子分布变化,于是导致电极化率变化。
* 声子本身带有极化,这个极化导致的电子重新分布,进一步导致的电极化率变化
* 掺杂导致半满带产生,其中的载流子(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。
对于后者的推导,没有详细展开,只提到其中的积分使用涨落-耗散定理推导和任意相位近似。具体情况需要在别的地方看。
对于前者中的三种情况 ,它讨论了下面两个因素:
* 声子直接造成的极化,这会出现在第一和第二种情况中,记为 $P_o$。
* 由于载流子造成的极化,这会出现在第二和第三种情况中,记为 $P_i$。
* 除此以外,在第二种情况中,还存在已有的电子屏蔽这个极化的效应,因此还需要再乘上一个系数。
将这三种因素加起来,就是总的极化率的变化。
最终的结果是通常情况下CPPM 有两部分组成,一部分是声子的贡献,是实数,一部分是电荷密度的抖动造成的影响,是虚数,两者可以直接相加。但如果激光的能量接近禁带的能量,就会有别的效应;在我们的论文中避免了这种情况。

View File

@ -0,0 +1,41 @@
# Physical Chemistry
## 13: Molecular Spectroscopy
### 13.11: Time-Dependent Perturbation Theory
我们主要关心下面两个结果:
* 随着时间推移,一些可观测物理量的数学期望的变化。
* 随着时间推移,一些量子态的幅值变化。
假定在零时刻,未被扰动的哈密顿量的本征向量为 $\left|n\right\rangle$,对应能量为 $E_n$。我们将受到微扰一定时间后的态分解到这组基上:
$$
\left|\psi(t)\right\rangle=\sum_nc_n(t)\exp(-iE_nt/\hbar)\left|n\right\rangle
$$
代入薛定谔方程:
$$
(H_0+V(t))\left|\psi(t)\right\rangle=i\hbar\pdv{}{t}\left|\psi(t)\right\rangle
$$
并且注意到:
$$
H_0\left|n\right\rangle=E_n\left|n\right\rangle
$$
就可以得到:
$$
\sum_n\left(i\hbar\pdv{c_n}{t}-c_n(t)V(t)\right)\exp(-iE_nt/\hbar)\left|n\right\rangle=0
$$
为了我们的目的,我们将尝试求出 $\pdv{c_n}{t}$。将 $n$ 换成 $k$,然后再左乘 $\left\langle n\right|$,得到:
$$
\pdv{c_n}{t} = \frac{1}{i\hbar}\sum_k\left\langle n\middle|V(t)\middle|k\right\rangle c_k(t)\exp(-i(E_k - E_n)t/\hbar)
$$
这个式子可以这样理解:下一个时刻的某个基上的幅值,由上一个时刻所有的基上的幅值共同给出。上一个时刻的每个基的贡献大小取决于两个方面:一个是上一个时刻每个基本身的幅值大小,一个就是扰动哈密顿量对应的矩阵元素。除此以外,还有一个相位的因素。
将这个式子积分就可以得到任意时刻的 $c_n$。假如在初始时刻,处在基态 $\left|0\right\rangle$。假如扰动不大,使得扰动前后基态的幅值几乎还是 1那么就可以在积分时近似认为 $c_0\approx1$,其它 $c_k(t)\approx0$。再假定 $(E_0-E_n)t/\hbar \ll 1$,再假如微扰不随时间变化,于是就得到一段时间后的 $c_n$(也就是跃迁到 $\left|n\right\rangle$ 的概率)是:
$$
\frac{1}{i\hbar}\left\langle n\middle|V\middle|0\right\rangle t
$$
非常符合直觉的一个结果。

BIN
拉曼/Physical Chemistry.pdf (Stored with Git LFS) Normal file

Binary file not shown.

BIN
拉曼/Raman Scattering in Materials Science.pdf (Stored with Git LFS) Normal file

Binary file not shown.

BIN
拉曼/The Quantum Theory of Radiation.pdf (Stored with Git LFS) Normal file

Binary file not shown.