Применение эффектов магнитоплазменного отражения и магнитного вращения для определения электронных характеристик полупроводников

Abstract

Применение магнитооптических эффектов в ИК- и СВЧ-диапазонах позволяет получить информацию о таких параметрах электронного переноса в полупроводниковых материалах и многослойных наноструктурах, как подвижность, эффективная масса и время релаксации. Постановка измерений с продольной и поперечной ориентациями магнитного поля относительно волнового вектора падающей волны является более результативной в сочетании с зондированием образца на прохождение волны. Минимальный коэффициент пропускания достигается при определенных соотношениях между частотой зондирующей волны, циклотронной и магнитоплазменной частотами, которые зависят от эффективной массы и концентрации носителей заряда. Расчеты показывают, что в продольном магнитном поле можно определить эффективную массу, измерив величину частотного сдвига Δω края магнитоплазменного отражения в дальней ИК-области. Для наблюдения эффекта уменьшения пропускания ИК-волны вследствие магнитоплазменного резонанса применялось увеличение концентрации носителей с помощью изменения мощности фотовозбуждения. Оценка эффективной массы по величине Δω дает значение, удовлетворительно согласующееся с известными данными. Показано, что в образце n-Si при продольной ориентации магнитного поля постоянная вращения монотонно возрастает с частотой в диапазоне 50–80 ГГц и примерно на порядок превышает значение, полученное для поперечного магнитного поля. Полученные данные позволяют выбрать наиболее эффективную и технически простую схему измерений