SỰ KẾT CẶP CỦA PHONON-PLASMON QUANG DỌC TRONG CÁC LỚP BÁN DẪN InGaN
Tập 130 Số 1A (2021), Nghiên cứu
Tập 130 Số 1A (2021)

SỰ KẾT CẶP CỦA PHONON-PLASMON QUANG DỌC TRONG CÁC LỚP BÁN DẪN InGaN

Nghiên cứu
https://doi.org/10.26459/hueunijns.v130i1A.5964
Đã xuất bản 2021-03-10
Dương Đình Phước
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế, 34 Lê Lợi, Huế, Việt Nam
Đinh Như Thảo
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế, 34 Lê Lợi, Huế, Việt Nam

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi khảo sát sự tồn tại của các mode kết cặp phonon quang dọc (LO phonon)-plasmon trong các lớp bán dẫn InGaN bằng lý thuyết hàm điện môi. Chúng tôi sử dụng một sóng hồng ngoại phân cực p chiếu xiên lên các lớp màng mỏng bán dẫn, từ đó chúng tôi quan sát thấy sự xuất hiện của bốn cực tiểu phân biệt trong phổ truyền qua của vật liệu. Hai cực tiểu đầu tiên tương ứng với các mode phonon quang ngang của hai bán dẫn thành phần InN và GaN, trong khi hai cực tiểu còn lại là các mode kết cặp LO phonon-plasmon. Bên cạnh đó, chúng tôi đã lần đầu tiên đưa ra được một phương trình dùng để tính số tần số của các mode kết cặp này. Ngoài ra, chúng tôi cũng khảo sát chi tiết ảnh hưởng của mật độ electron lên các mode kết cặp LO phonon quang dọc – plasmon.

https://doi.org/10.26459/hueunijns.v130i1A.5964
PDF

Tài liệu tham khảo

  1. Cuscó R, Amador ND, Hung PY, Loh WY, Droopad R, Artús L. Raman scattering study of LO phonon-plasmon coupled modes in p-type InGaAs. Journal of Alloys and Compounds. 2015;634:87-93. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.01.225
  2. Reichel KS, Smith NL, Joshipura ID, Ma J, Shrestha R, Mendis R, et al. Electrically reconfigurable terahertz signal processing devices using liquid metal components. Nature Communications. 2018;9(1). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-06463-z
  3. Hasan M, Arezoomandan S, Condori H, Rodriguez BS. Graphene terahertz devices for communications applications. Nano Communication Networks. 2016;10:68-78. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nancom.2016.07.011
  4. Ibáñez J, Tarhan E, Ramdas AK, Hernández S, Cuscó R, Artús L, et al. Direct observation of LO phonon-plasmon coupled modes in the infrared transmission spectra of n-GaAs and n-InxGa1-xAs epilayers. Physical Review B. 2004;69(7). DOI: https://doi.org/10.1103/physrevb.69.075314
  5. Takeuchi H, Nishimura T, Nakayama M. Terahertz electromagnetic waves radiated from coherent longitudinal optical (LO) phonons and LO-phonon plasmon coupled modes in (001)-, (110)-, and (111)-oriented semi-insulating GaAs single crystals. Semiconductor Science and Technology. 2020;35(6):065007. DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6641/ab7d4a
  6. Takeuchi H, Tsuruta S, Nakayama M. Terahertz spectroscopy of dynamics of coupling between the coherent longitudinal optical phonon and plasmon in the surge current of instantaneously photogenerated carriers flowing through the i-GaAs layer of an i-GaAs/n-GaAs epitaxial structure. Journal of Applied Physics. 2011;110(1):013515. DOI: https://doi.org/10.1063/1.3603046
  7. Sciacca MD, Mayur AJ, Oh E, Ramdas AK, Rodriguez S, Furdyna JK, et al. Infrared observation of transverse and longitudinal polar optical modes of semiconductor films: Normal and oblique incidence. Physical Review B. 1995;51(12):7744-7752. DOI: https://doi.org/10.1103/physrevb.51.7744
  8. Thao DN, The NP. Effect of Longitudinal Optical Phonon-Plasmon Coupling on the Transient Self-Consistent Field in GaAs p-i-n Diodes. Journal of the Physical Society of Japan. 2013;82(10):104701. DOI: https://doi.org/10.7566/jpsj.82.104701
  9. Thao DN. A study of the coupling between LO phonons and plasmons in InP p-i-n diodes. Superlattices and Microstructures. 2017;103:213-220. DOI: https://doi.org/10.1016/j.spmi.2017.01.029
  10. Koch H, Bertram F, Pietzonka I, Ahl JP, Strassburg M, August O, et al. InGaN: Direct correlation of nanoscopic morphology features with optical and structural properties. Applied Physics Letters. 2014;105(7):072108. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4893663
  11. Kucukgok B, Wu X, Wang X, Liu Z, Ferguson IT, Lu N. The structural properties of InGaN alloys and the interdependence on the thermoelectric behavior. AIP Advances. 2016;6(2):025305. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4941934
  12. Zhang ZH, Tan ST, Kyaw Z, Ji Y, Liu W, Ju Z, Hasanov N, Sun XW, Demir HV. InGaN/GaN light-emitting diode with a polarization tunnel junction. Applied Physics Letters. 2013;102(19):193508. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4806978
  13. Baek SH, Lee HJ, Lee SN. High-performance fat-type InGaN based light-emitting diodes with local breakdown conductive channel. Scientific Reports. 2019;9(1). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-49727-4
  14. Giehler M, JaHne E. Effect of Damping on the Plasmon-Phonon Coupling in CdS and GaP. Phys. Shysica status solidi (b). 1976;73(2):503-516. DOI: https://doi.org/10.1002/pssb.2220730217
  15. Davydov VY, Emtsev VV, Goncharuk IN, Smirnov AN, Petrikov VD, Mamutin VV, et al. Experimental and theoretical studies of phonons in hexagonal InN. Applied Physics Letters. 1999;75(21):3297-3299. DOI: https://doi.org/10.1063/1.125330
  16. Karch K, Wagner JM, Bechstedt F. Ab initio study of structural, dielectric, and dynamical properties of GaN. Physical Review B. 1998;57(12):7043-7049. DOI: https://doi.org/10.1103/physrevb.57.7043
Creative Commons License

công trình này được cấp phép theo Creative Commons Ghi công-Chia sẻ tương tự 4.0 License International .

Bản quyền (c) 2021 Array