半导体远红外反射镜的研究

论文摘要

本文首先在绪论中讨论了红外物理学科研究的重要性以及远红外探测器研究的进展、我们面临的挑战和需要解决的问题,然后对半导体器件研究中用到的傅立叶变化光谱方法和远红外光谱的物理图象进行了简要的原理概括,接下来我们介绍了光学单层薄膜的菲涅耳公式法,多层薄膜的菲涅耳系数矩阵法等实验理论计算中的光学方法以及半导体光学参数、K-K关系、半导体薄膜的反射投射模型。我们以成熟的GaAs材料为例,研究了半导体远红外反射镜中的反射率和相位。通过测量不同掺杂浓度的15块n-GaAs和p-GaAs薄膜样品的远红外反射谱,再通过理论拟合,我们得到了自由载流子的弛豫时间随掺杂浓度变化的经验公式。我们把通过拟和样品远红外反射谱得到的自由载流子的弛豫时间转化成迁移率,和霍尔实验测得的迁移率结果进行了比较,并对两种迁移率之比的规律作出了定性的分析。我们把经验公式应用到数值计算中,详细讨论了反射镜的结构和材料

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章绪论
• 第二章 实验方法及半导体光谱研究相关的理论基础
• 2.1 傅立叶变换光谱学基础
• 2.2 远红外光谱的物理图象
• 参考文献
• 第三章 实验理论计算中的光学方法
• 3.1 单层薄膜的菲涅耳公式法
• 3.2 多层薄膜的菲涅耳系数矩阵法
• 参考文献
• 第四章 半导体远红外反射镜中反射率和相位研究
• 4.1 半导体光学参数及 Kramers-Kronig 关系
• 4.2 半导体薄膜的反射和透射模型
• 4.3 引言
• 4.4 实验
• 4.5 样品自由载流子弛豫时间和掺杂浓度的关系
• 4.6 底部反射镜参数对反射率和相位的影响
• 4.7 底部反射镜的波长选择性和实际效果的验证
• 4.8 金膜对提高底部反射镜反射率的研究进展
• 参考文献
• 第五章 GaAs远红外反射镜的光学性质
• 5.1 光致发光光谱介绍
• 5.2 发光光谱的实验仪器
• 5.3 样品的介绍
• 5.4 样品的远红外反射谱
• 5.5 样品在室温下的光学性质
• 参考文献
• 第六章 结论
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文和荣誉