Электрон-плазмонное взаимодействие в кристаллах Bi2Te3–Sb2Te3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В ходе исследования оптических свойств твердых растворов Bi2Te3–Sb2Te3 р-типа проводимости в инфракрасном диапазоне было обнаружено, что в монокристалле Bi0.6Sb1.4Te3 происходит деформация спектров коэффициента отражения в интервале частот наблюдения плазменного резонанса свободных носителей заряда. Деформация плазменного края усиливается при уменьшении температуры. При помощи дисперсионных соотношений Крамерса–Кронига из экспериментальных спектров отражения рассчитаны спектральные зависимости действительной ε1 и мнимой частей ε2 функции диэлектрической проницаемости, а также функции энергетических потерь характеризующей скорость диссипации энергии. Обнаружено расщепление пика функции энергетических потерь, свидетельствующее о воздействии на плазменный резонанс со стороны другого процесса, протекающего в электронной системе. Установлено, что таким процессом является переход электронов между неэквивалентными экстремумами валентной зоны. Сближение энергий коллективного и одночастичного возбуждений электронной системы приводит к усилению электрон-плазмонного взаимодействия, которое и является наиболее вероятной причиной наблюдающейся деформации плазменного края.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. П. Степанов

Забайкальский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: np-stepanov@mail.ru
Россия, 672038, Чита

Список литературы

  1. Дюгаев А.М. // Письма в ЖЭТФ. 1992. Т. 55. № 5. С. 2171.
  2. Gerlah E., Grosse P., Rautenberg M., Senske M. // Physica Status Solidi B. 1976. V. 75. Iss. 2. P. 553. https://doi.org/10.1002/pssb.2220750218
  3. Broerman J.G. // Phys. Rev. B. 1970. V. 2. P. 1818. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.2.1818
  4. Grynberg M., Le Toulles R., Balkanski M. // Phys. Rev. B. 1974. V. 9. P. 517. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.9.517
  5. Broerman J.G. // Phys. Rev. B. 1972. V. 5. P. 397. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.5.397
  6. Nanabe A., Noguchi D., Mitsuishi A. // Physica Status Solidi B. 1978. V. 90. P. 157.
  7. Tussing P., Rosental W., Hang A. // Physica Status Solidi B. 1972. V. 52. P. 451.
  8. Alstrom P., Nielsen H.J. // J. Phys. C. Solid State Phys. 1981. V. 14. P. 1153.
  9. Степанов Н.П., Иванов М.С. // Физика и техника полупроводников. 2022. Т. 56. Вып. 12. С. 1103. https://www.doi.org/10.21883/FTP.2022.12.54508.4243
  10. Jung S.-J., Kim S.K., Park H.-H., Hyun D.-B., Baek S.-H., Kim J.-S. // J. Electronic Mater. 2014. V. 43. P. 1726. https://doi.org/10.1007/s11664-013-2851-1
  11. Meroz O., Elkabets N., Gelbstein Y. // ACS Appl. Energy Mater. 2020. V. 3. P. 2090. https://doi.org/10.1021/acsaem.9b02133
  12. Liu W., Chi H., Walrath J. C., Chang A. // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 108. P. 043902. https://doi.org/10.1063/1.4940923
  13. Bulat L.P., Drabkin I.A., Osvenskii V.B., Parkhomen-ko Yu.N., Pshenay-Severin D.A., Sorokin A.I., Igoni-na A.A., Bublik V.T., Lavrentev M.G. // J. Electronic Mater. 2015. V. 44. P. 1846. https://www.doi.org/10.1007/s11664-014-3570-y
  14. Лукьянова Л.Н., Бойков Ю.А., Усов О.А., Дани- лов В.А., Волков М.П. // Физика и техника полупроводников. 2017. Т. 51. № 7. С. 880. https://www.doi.org/10.21883/FTP.2017.07.44632.18
  15. Xiaojian L., Chaogang L., Xin L., Yujie Z., Bo Y. // Phys. Rev. Appl. 2020. V. 13. P. 041002. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.041002
  16. Zhang D., Shi M., Zhu T., Xing D., Zhang H., Wang J. // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 122. P. 206401. https://www.doi.org/https://doi.org/10.1103/PhysRev Lett.122.206401
  17. Scipioni K.L., Wang Z., Maximenko Y., Katmis F., Stei-ner C., Madhavan V. // Phys. Rev. B. 2018. V. 97. P. 125150. https://www.doi.org/https://doi.org/10.1103/PhysRev B.97.125150
  18. Ou Y., Liu C., Jiang G., Feng Y., Zhao D., Wu W., Wang X.-X., Li W., Song C., Wang L.-L., Wang W., Wu W., Wang Y., He K., Ma X.-C., Xue Q.-K. // Adv. Mater. 2018. V. 30. P. 1703062. https://www.doi.org/10.7498/aps.72.20230690
  19. Gong Y., Guo J., Li J., Zhu K., Liao M., Liu X., Zhang Q., Gu L., Tang L., Feng X., Zhang D., Li W., Song C., Wang L., Yu P., Chen X., Wang Y., Yao H., Duan W., Xu Y., Zhang S.-C., Ma X., Xue Q.-K., He K. // Chinese Phys. Lett. 2019. V. 36. № 7. P. 076801. https://www.doi.org/10.1088/0256-307x/36/7/076801
  20. Степанов Н.П., Калашников А.А., Урюпин О.Н. // Физика и техника полупроводников. 2021. Т. 55. № 7. С. 586. https://www.doi.org/10.21883/FTP.2021.07.51023.9647
  21. Wolff P.A. // Phys. Rev. Lett. 1970. V. 24. P. 266. https://www.doi.org/https://doi.org/10.1103/Phys RevLett.24.266
  22. Барышев Н.С. // Физика и техника полупроводников. 1975. Т.9. № 10. С. 2023.
  23. Elci A. // Phys. Rev. B. 1977. V. 16. P. 5443. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.16.5443
  24. Шикторов П.Н. // Физика и техника полупроводников. 1986. Т. 20. № 6. С. 1089.
  25. Jablan M. // Phys. Rev. B. 2020. V. 101. P. 224503. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.224503

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимости энергий плазмона Ер (1, 2) и перехода электронов между неэквивалентными экстремумами валентной зоны ∆Е (3, 4), в кристаллах Bi2Te3–Sb2Te3 при температурах 80 (1, 3) и 300 К (2, 4) [9].

Скачать (89KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектры коэффициента отражения R кристалла Bi0.6Sb1.4Te3, полученные при температурах 292 (1); 250 (2); 220 (3); 173 (4); 101 (5); 78 К (6).

Скачать (139KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектральные зависимости функции энергетических потерь Imε–1, кристалла Bi0.6Sb1.4Te3 при температурах 78 (1); 101 (2); 173 (3); 292 К (4), рассчитанные при помощи соотношений Крамерса–Кронига из спектров коэффициента отражения R.

Скачать (98KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024