Измерение параметров электронного переноса в полупроводниках с помощью эффекта Фарадея в миллиметровом диапазоне

Abstract

Применение магнитооптического эффекта для исследования полупроводников позволяет определить такие параметры, как эффективная масса, подвижность и время релаксации. В диапазоне частот 50–75 ГГц поглощение электромагнитных волн в объеме полупроводника практически полностью обусловлено свободными носителями, и в спектре поглощения отсутст-вуют области с аномальной дисперсией. Поэтому распространение плоско-поляризованной электромагнитной волны описывается системой линейных дифференциальных уравнений для немагнитной проводящей среды. Для продольного магнитного поля (геометрии Фарадея) полу-чена система уравнений для угла поворота плоскости поляризации зондирующей волны, реше-ние которой дает эффективное значение подвижности и время релаксации. Измерения угла по-ворота плоскости поляризации на пластинках n-Si и n-Ge показывают, что его зависимость от магнитной индукции близка к линейной, а постоянная Верде возрастает с повышением частоты. В исследуемом диапазоне частот ее величина изменяется в пределах 0,02–0,06 град/(мТл • мм) для n-Si и 0,02–0,20 град/(мТл • мм) для n-Ge. Значение эффективной массы для n-Si в направле-нии оси [100] хорошо согласуется с расчетным значением, полученным на основе известных данных для продольной и поперечной масс.