Сложная структура оптических переходов с остовных d-уровней кристаллов InAs и InSb

Abstract

Усовершенствованным беспараметрическим методом объединенных диаграмм Арганда спектры диэлектри-ческой проницаемости кристаллов InAs и InSb в области 15−40 эВ разложены на тринадцать и двенадцать отдельных компонент соответственно с определением для каждой из них трех основных параметров: энергий максимума и полуширины, а также силы осциллятора. Силы осцилляторов находятся в интервалах 0.006−0.10 (InAs) и 0.014−0.076 (InSb). Спектры диэлектрических проницаемостей предварительно рассчи-таны на основе экспериментальных спектров отражения и поглощения методом интегральных соотношений Крамерса−Кронига. Предложена природа полученных полос переходов по модели межзонных и экситонных переходов. Цель настоящей работы состоит в моделировании полного набора оптических переходов кристаллов InAs и InSb в области 15−40 эВ при использовании эксперимен-тальных спектров отражения, поглощения и диэлектри-ческой проницаемости с последующим теоретическим анализом полученных данных на основе теоретических расчетов межзонных переходов и учета возможного вклада метастабильных экситонов.

Оптические переходы в кристаллах ZnSe и CdTe с участием d-зон катионов

“…Расчеты зон и межзонных переходов проводились нами на основе теории функционала электронной плотности при использовании обменно-корреляционного потенциала GGA−PBESol [36], реализованной в пакете программ exciting [37]. Методы на основе GGAпотенциалов при больших достоинствах имеют три недостатка: 1) сильное занижение значения запрещенной зоны [15][16][17]26], 2) некорректное описание интенсивности оптических переходов в верхние зоны проводимости [18,22], 3) завышение положений остовных уровней [15,17,27,28]…”

“…В некоторых из них [8][9][10] использование метода псевдопотенциала из-за " упрощенности" модели не позволило получить структуру d-зон. Более современные первопринципные методы расчета в приближении локальной плотности (LDA) или обобщенного градиентного приближения (GGA) позволяют получить d-зоны, но с большой погрешностью значения энергий (∼ 2−3 эВ) [11][12][13]28]. Применение различных усложнений и модификаций моделей расчетов [14][15][16]27] и использование различных подгоночных параметров [17,18] в сравнении с предыдущими работами [11][12][13] выявили следующую качественную закономерность для селенидов и теллуридов: d-зоны катионов смещаются в область меньших значений энергий на ∼ 2−3 эВ, но их дисперсия не меняется.…”