Dielectric function in HgTe between 8 and 300°K

Abstract

Reflectivity spectra of HgTe were measured in the spectral region from 80 to 600 cm"' at temperatures between 8 and 300'K. The wave numbers of the transverse-optical phonon uT =117 cm ' and longitudinal-optical phonon &zo=132 cm ' at S 'K were determined. The total dielectric function including the interband Fa-I'8 contribution was analyzed. Plasmon-phonon dispersion diagrams were obtained. The theoretical analysis is compared with experimental results at all temperatures.Possible consequences of the adiabatic approximation breaking down in zero-gap semiconductors is examined. A new low-frequency mode is reported, its temperature dependence is given, and its origin is discussed from physicochemical arguments.

Relativistic two-component formulation of time-dependent current-density functional theory: Application to the linear response of solids

“…An analogous redshift is also present in the scalar relativistic ZORA spectra. The calculated and measured 29,30 static dielectric functions are reported in Table II the experimental value at 300 K. However, our relativistic results are not necessarily in contradiction with the experiments, as the experimental value depends strongly on the temperature and should increase at lower temperatures. 30…”

“…20 Other examples are the widely studied II-VI semiconductors ZnTe and CdTe and semimetal HgTe in the zinc-blende structure. [21][22][23][24][25][26][27][28][29][30] Here the appearance of a low-frequency doublet structure in the optical spectra is ascribed to spin-orbit coupling. [22][23][24] To test our method we calculate the dielectric functions of Au, W, ZnTe, CdTe, and HgTe, and we show that spin-orbit coupling, which has a considerable impact on the electronic structure of these systems, becomes visible in the optical spectra, in particular, for HgTe.…”

Mercury telluride—a zero-gap semiconductor

“…К наиболее важным результатам, полученным при исследовании теллурида ртути, следует отнести обоснование модели инверсной зонной структуры' *) Адиабатическое приближение хорошо применимо в обычных полупроводниках где запрещенная зона значительно больше энергии фононов, однако в бесщелевых полупроводниках, например^ при рассмотрении фононного спектра, необходимо учи-тывать неадиабатичность 13°. Возможные последствия невыполнения адиабатического приближения при расчете е (со) рассмотрены в работе 172 . создание теории резонансных примесных состояний и их эксперименталь-ное обнаружение, осуществление перестройки зонного спектра HgTe под влиянием внешних воздействий и, наконец, появление первых работ по многоэлектронной теории, учитывающей конкретную зонную структуру HgTe.…”

“…Для бесщелевого полупроводника, где это условие невыполнимо, под е мз (со) подразумевается вклад от всех межзонных переходов, за исключением переходовГ 8 ->> Г 8 , и который рав-няется постоянной величине при со <lE'J%, где Е' о -минимальное рас-стояние между валентной зоной и зоной проводимости для других точек зоны Бриллюэна, Ае мз (со) = Де'(со) + fAs" (со), где Де'(со) и Д&"(со) соответственно действительная и мнимая составляю-щие члена, связанного с межзонными переходами, принадлежащими в бесщелевом полупроводнике одному состоянию Г 8 . Для HgTe эти состав-ляющие были вычислены Гринбергом и сотрудниками 172 в приближении случайной фазы. Как видно из рис.…”

Model of the two well potential for Hg-atoms in the Hg1 - xCdx Te alloy lattice

“…The problem of the additional phonon modes (APM) in the 100-115 cm −1 range has existed for the Hg 1− x Cd x Te alloys for the last forty years [13][14][15][16][17][18][19][20][21][22]. The additional mode is observed too in HgTe crystals in this same range [23,24]. One of subjects concerning the phonon spectra of alloys is the percolation model of the vibrational properties of the solid solutions, developed in years 2002-2008 by Pages with co-authors and described in the work [25].…”