Рассчитаны и экспериментально исследованы спектры комбинационного рассеяния света сверхрешеток GaAs/AlAs(001) для различных направлений волнового вектора. Эксперименты проводились с применением конфокального оптического микроскопа, совмещенного со спектрометром комбинационного рассеяния света (micro-Raman) в различных геометриях рассеяния, как для фононов с волновым вектором, направленным по нормали к сверхрешетке, так и вдоль ее слоев (в англоязычной литературе " in-plane" геометрия). Частоты и собственные векторы фононов были рассчитаны в приближении расширенной модели Борна с учетом кулоновского взаимодействия в приближении жестких ионов. Спектры комбинационного рассеяния света были рассчитаны в рамках механизма деформационного потенциала; при этом оказалось, что в экспериментальных спектрах проявляются дополнительные пики, не описывающиеся в рамках данного подхода. Возможно, эти пики возникают вследствие проявления в резонансных условиях запрещенного правилами отбора комбинационного рассеяния света. Сделана попытка объяснить появление данных пиков в экспериментальных спектрах в рамках неупругого рассеяния фотонов на связанных зарядах (фононах с большим дипольным моментом). ВведениеСверхрешетки это гетероструктуры с искусственно заданным периодом, который определяет их зонную структуру, оптические и колебательные свойства [1][2][3]. Наиболее заметные эффекты фононного спектра сверх-решеток -это " свертка" акустических и локализация оптических мод [4][5][6][7][8][9][10]. С развитием техники применения оптической микроскопии в комбинационном рассеянии света (micro-Raman) появилась возможность исследо-вать зависимость дисперсии оптических фононов в сверхрешетках в зависимости от направления волнового вектора, в том числе и в геометрии, когда волновой вектор лежит в плоскости сверхрешетки ( " in-plane" геометрия) [11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22].Резонансные явления в комбинационном рассеянии света привлекают внимание исследователей уже почти 50 лет [23,24]. Исходя из распространенного подхода диаграмм Фейнмана один из возможных механизмов для стоксова процесса выглядит так: фотон рождает N виртуальных фононов, затем N − 1 из этих фононов рождают рассеянный фотон, а один из фононов стано-вится реальным. Но, так как энергия фотона видимого диапазона в 20−30 раз превышает энергию оптических фононов, вероятность комбинационного рассеяния света по механизму прямого взаимодействия невелика [23], поэтому процесс неупругого рассеяния фотона на фо-нонах идет посредством взаимодействия с электронной подсистемой кристалла. В одной из последовательностей процессов диаграмм Фейнмана механизм для стоксова процесса выглядит так: фотон рождает виртуальную электрон-дырочную пару; электрон (либо дырка) рожда-ет фонон, потом электрон-дырочная пара рекомбинирует с рождением рассеянного фотона. Рассчитать вероят-ность электрон-фононного взаимодействия из первых принципов -это весьма сложная задача, поэтому разделяют несколько феноменологических механизмов. Механизм деформационного потенциала (будем далее обозначать е...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2025 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.