Фонон-поляритонні збудження в структурах MgZnO/6H-SiC
Loading...
Date
2020
Authors
Мельничук, Олександр
Мельничук, Людмила
Корсунська, Надія
Хоменкова, Лариса
Венгер, Євген
Венгер, Ірина
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Для тонких плiвок MgxZn1−xO, нанесених на оптично-анiзотропних пiдкладках 6H-SiC, вперше було змодельовано спектри зовнiшнього iнфрачервоного вiдбивання в областi "залишкових променiв" плiвки та пiдкладки за орiєнтацiї електричного поля E⊥c
з використанням взаємно узгоджених параметрiв, отриманих ранiше для монокристалiв оксиду магнiю, оксиду цинку та карбiду кремнiю. Показано, що змiни товщини
плiвки i вмiсту Mg суттєво деформують спектр вiдбивання та зменшують вiдбивальну здатнiсть R(ν). Використовуючи спiввiдношення Крамерса–Кронiга, визначено
спектральнi областi, де вiдбивальна здатнiсть є чутливою до змiни товщини плiвки,
ступеня легування плiвки та пiдкладки для структури MgxZn1−xO/6H-SiC. Основну
увагу придiлено аналiзу даних для значення x = 0,2. Уперше теоретично продемонстровано iснування поверхневих поляритонiв для таких структур та побудовано поверхню
порушеного повного внутрiшнього вiдбивання I(ν)/I0(ν), яка являє собою тривимiрне
представлення коефiцiєнта пропускання зазначеної вище структури i залежить вiд
частоти випромiнювання i кута падiння. Продемонстровано можливiсть дослiджень
резонансної взаємодiї оптичних фононiв та плазмонiв плiвки та пiдкладки.
Specular infrared reflection spectra in the range of "residual rays" of the film and the substrate and in the case of the E⊥c orientation of the electric field have been simulated for the first time for thin MgxZn1−xO films deposited on optically anisotropic 6H-SiC substrates. The simulation was carried out making use of self-consistent parameters obtained earlier for magnesium oxide, zinc oxide, and silicon carbide single crystals. The film thickness and the Mg content x in the film are demonstrated to considerably distort the reflection spectra and to change the reflectivity of the MgxZn1−xO/6H-SiC structure. Using the Kramers–Kronig relation, the spectral intervals, where the reflectivity is sensitive to the film thickness and to the doping levels of the film and the substrate, are determined. The main attention is paid to analyze results obtained for x = 0.2. The existence of surface polaritons in such structures is theoretically demonstrated for the first time, and the attenuated total reflectance surface I(ν)/I0(ν) is plotted as a three-dimensional representation of the structure transmittance dependence on the radiation frequency and the incidence angle. A possibility to study the resonant interaction of optical phonons with plasmons in the film and the substrate is demonstrated.
Specular infrared reflection spectra in the range of "residual rays" of the film and the substrate and in the case of the E⊥c orientation of the electric field have been simulated for the first time for thin MgxZn1−xO films deposited on optically anisotropic 6H-SiC substrates. The simulation was carried out making use of self-consistent parameters obtained earlier for magnesium oxide, zinc oxide, and silicon carbide single crystals. The film thickness and the Mg content x in the film are demonstrated to considerably distort the reflection spectra and to change the reflectivity of the MgxZn1−xO/6H-SiC structure. Using the Kramers–Kronig relation, the spectral intervals, where the reflectivity is sensitive to the film thickness and to the doping levels of the film and the substrate, are determined. The main attention is paid to analyze results obtained for x = 0.2. The existence of surface polaritons in such structures is theoretically demonstrated for the first time, and the attenuated total reflectance surface I(ν)/I0(ν) is plotted as a three-dimensional representation of the structure transmittance dependence on the radiation frequency and the incidence angle. A possibility to study the resonant interaction of optical phonons with plasmons in the film and the substrate is demonstrated.
Description
Keywords
поверхневi поляритони, IЧ-спектроскопiя, оксид цинку, оксид магнiю, MgxZn1−xO, карбiд кремнiю, стаття
Citation
Фонон-поляритонні збудження в структурах MgZnO/6H-SiC / О. В. Мельничук, Л. Ю. Мельничук, Н. О. Корсунська, Л. Ю. Хоменкова, Є. Ф. Венгер, І. В. Венгер // Український фізичний журнал. - 2020. - Т. 65, № 2. - С. 160-171.