Optická odezva silně legovaného křemíku v infračerveném oboru

Bc. Jan Trojek

Diplomová práce

Concentration of free carriers in heavily doped Si from infrared spectroscopy

Anotace:

V této diplomové práci se zabývám optickou odezvou silně dopovaného křemíku n-typu a především p-typu, neboť pouze v p-dopovaných polovodičích můžeme pozorovat Fanovu rezonanci (interakce mezi přímými vnitropásovými přechody a opticky zakázaným fononem). Měřím infračervenou odrazivost vzorků při pokojové teplotě a při nízkých teplotách, a poté naměřená spektra fituji modelovou formulí (především Drudeho model). Přitom se pokouším také nafitovat některé slabší efekty, jako Fano-rezonanci. Z nafitovaných parametrů modelu mohu vypočítat řadu rozličných funkcí popisujících optické vlastnosti vzorku. Jejich průběh a teplotní vývoj jsou diskutovány. Nejvýznamnější charakteristikou vzorku je jeho stejnosměrná vodivost, která je srovnána s odpovídající hodnotou získanou měřením na čtyřsondě. Použitím čtyřsondy můžeme také získat představu o homogenitě rozložení koncentrace příměsi ve vzorku.

Abstract:

In this diploma work I deal with optical response of heavily doped n-type and mainly p-type silicon, because only in p-type semiconductors we can observe the Fano-type resonance (between the direct intervalence band transitions and the optically forbidden phonon line). I measure an infrared reflectivity of samples at room temperature and low temperatures, and then I use some model formulas (especially Drude model) to fit the measured spectra. In doing so I try to fit also some subtly effects, like Fano-resonance. From the fitted parameters of the model I can calculate many different functions describing optical properties of the sample. Their frequecy and temperature dependence are discussed. The most important characteristic of the sample is its DC-conductivity, which is compared with the same one obtained from a four-probe measuring. Using the four-probe measuring we can also see the homogenity of distribution of dope-concentration in samples.

Klíčová slova

silně legovaný křemík, infračervená spektroskopie, Fano-rezonance

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 5. 2007

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 6. 6. 2007
• Vedoucí: prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika kondenzovaných látek