Yarıyalıtkan ve n-tipi GaAs kristallerinin yakın bant kenarı bölgesinde optik soğurma olaylarının incelenmesi

Abstract

Katkılanmamış ve yanyalıtkan özelliğe sahip GaAs kristali ile Te katkılanmış n-tipi GaAs kristali üzerinde bant kenarına yakın bölgedeki soğurma spektrumları 10-300 K sıcaklık bölgesinde incelendi. Bant kenarına yakın bölgede maksimum değerleri sıcaklığa bağlı olarak 1.499 eV'dan 1.485 eV'a değişen soğurma pikleri gözlendi. Bu enerji değerleri bilinen Reverse-Contrast soğurmasıyla iyi uyuşmaktadır. Bu pikler, yarıyalıtkan GaAs ve n-tipi GaAs'da 100 K'nın üzerinde kaybolmaktadır. Sıcaklığa göre (Eg- Emax ) değerlerinin ekstrapolasyonundan; yakın bant kenarı soğurma piklerinin yanyalıtkan ve n-tipi numunede 200 K civarında iletkenlik bandı ile birleştiği görüldü. Bununla birlikte, EL2 merkezlerinin ileri bir ışınlama ile foto-quench edilmesinden sonra yakın bant kenarı bölgesindeki soğurmanın da foto-quench edilebileceği gösterildi Soğurma ölçüleri ve spektral foto-akım ölçülerinin karşılaştırılması ile bu yakın bant kenarı soğurmasının herhangi bir merkez-içi soğurmaya sahip olmadığı kanaatine varıldı.

Near bandedge optical absorption processes in semi-insulating (SI) GaAs and in Te doped n-type GaAs crystals was investigated in the range of 10-300 K. We observed absorption peaks whose maximum energies (En,) ranging from 1.499 to 1.485 eV as the temperature increases from 10 K to 100 K. Such energy values are in agreement with known RC absorptions. The peaks for both SI and n-type GaAs were disappeared above 100 K. Extrapolating the graphs of Eg-Em versus temperature, we observed that near bandedge absorption is overlapped by conduction band at about 200 K for both SI and n- type samples. Furthermore, we demonstrated that the absorption in the region of near bandedge can be photo-quenched using further irradiation after EL2 photo-quenching at higher temperatures. Comparison of the absorption measurements with the spectral photo-current measurements, we conclude that Reverse Contrast (RC) centres that cause such absorption at energies close to the bandedge have no intra-centre transition.