Оптические свойства монокристаллического кремния в области спектра 3–5 мкм

© 2012 г.    И. М. Несмелова, доктор физ.­мат. наук; Н. И. Астафьев, канд. физ.­мат. наук; Н. А. Кулакова, канд. физ.­мат. наук

НПО “Государственный институт прикладной оптики”, г. Казань

E­mail: npogipo@tnpko. ru

В работе рассмотрены особенности поглощения излучения в области спектра от 3 до 5 мкм монокристаллическим кремнием: зависимость коэффициента поглощения от удельного сопротивления в образцах n­ и p­типов проводимости, дополнительное поглощение, связанное с внутризонными переходами электронов в зоне проводимости, влияние коротковолновой засветки на спектры пропускания. Из анализа расчетных и экспериментальных данных даются рекомендации по применению кремния в качестве оптической среды.

Ключевые слова: монокристаллический кремний, коэффициент поглощения, удельное сопротивление.

Коды OCIS: 160.1890.

УДК 535.243

Поступила в редакцию 22.11.2011.

ЛИТЕРАТУРА

1. http://www.tydex.ru
2. Баранский П.И., Клочков В.П., Потыкевич И.В. Полупроводниковая электроника. Справочник. Киев: ­Наукова думка, 1975. 704 с.
3. Смит Р. Полупроводники / Под ред. Жузе В.П. М.: ИЛ, 1962. 467 с.
4. Танненбаум М. Выращивание кристаллов полупроводника. Полупроводники / Под ред. Хеннея H.Б. М.: ИЛ, 1962. 667 с.
5. Плотниченко В.Г., Назарьянц В.О., Крюкова Е.Б., Колташов В.В., Соколов В.О., Гусев А.В., Гава В.А., Чурбанов М.Ф., Дианов Е.М. Показатель преломления монокристаллов моноизотопных ²⁸Si, ²⁹Si, ³⁰Si в ближнем и среднем ИК диапазонах // Квант. электрон. 2010.Т. 40. № 9. С. 753–755.
6. Кайзер В. Электрические и оптические свойства термообработанного кремния. Рекомбинация носителей тока в полупроводниках / Под ред. Бонч­Бруевича В.А.. М.: ИЛ, 1959. 140 с.
7. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. М.: ИЛ, 1962. 558 с.
8. Spitzer W., Fan H.Y. Infrared absorption in n­type Silicon // Phys. Rev. 1957. V. 108. № 2. P. 268–271.
9. Мосс Т., Барелл Г., Эллис Б. Полупроводниковая оптоэлектроника. М.: Мир, 1976. 431 с.
10. Marsh K.J., Savagr J.A. Infrared optical materials for 8–13m – current developments and future prospects // Infrared. Phys. 1974. V. 14. № 2. P. 85–97.
11. Несмелова И.М., Астафьев Н.И., Несмелов Е.А. Зависимость коэффициента поглощения кристаллического германия в ИК области спектра от удельного сопротивления // Оптический журнал. 2007. Т. 74. № 1. С. 88–92.
12. Wolfstirn K.B. Hole and electron mobilities in doped silicon from radiochemical and conductivity measurements // J. Phys. Chem. Solids. 1960. V. 16. P. 279–284.
13. Sze S.M., Irvin J.C. Resistivity, mobility and impurity levels in GaAs, Ge and Si at 300 K // Solid­State ­Electronics. 1968. V. 11. P. 599–602.
14. Вавилов В.С. Действие излучений на полупроводники. М.: изд­во Физико­математической литературы, 1963. 264 с.
15. Лоткова Э.Н. Исследование инфракрасного спектра поглощения кремния, облученного нейтронами. Электрические и оптические свойства полупроводников // Труды ФИАН. 1966. Т. 37. С. 103–148.
16. Фэн Х., Беккер М. Оптические свойства кремния и германия в инфракрасной области спектра. Полупроводниковые материалы / Под ред. В.М. Тучкевича. М.: ИЛ, 1954. 370 с.
17. Ковтонюк Н.Ф., Коцевой Ю.А. Измерение параметров полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1970. 424 с.
18. Астафьев Н.И., Несмелова И.М., Несмелов Е.А. Особенности полупроводниковых материалов как оптических сред для инфракрасной области спектра // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 9. С. 90–93.
19. Хорнбек Д., Хэйнс Д. Захват неосновных носителей тока в кремнии. Проблемы физики полупроводников / Под ред. Бонч­Бруевича В.А. М.: ИЛ, 1957. 629 с.

Полный текст