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HL: Halbleiterphysik

HL 2: Störstellen I

HL 2.7: Talk

Monday, March 17, 1997, 12:00–12:15, H1

Resonanzmodenreplika in den optischen Spektren von
Übergangsmetall-Störstellen im GaP — •C. Schrepel¹, U. Scherz¹, W. Ulrici² und K. Thonke³ — ¹Inst. für Theor. Physik, TU-Berlin — ²Paul-Drude-Institut, Berlin — ³Abt. Halbleiterphysik, Universität Ulm

In den optischen Spektren (Absorption, Photolumineszenz) von GaP dotiert mit Übergangsmetallen (TM) werden zu den Nullphononenlinien der d-d Übergänge scharfe Phononreplika gemessen (Halbwertsbreite 1 cm⁻¹). Deren Energie ist für alle untersuchten Störstellen (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) nahezu gleich: h ν = (325 ± 10) cm⁻¹ und ist nicht mit der Masse der Störstelle korreliert. Zur Interpretation wird ein auf dem Valenzkraftmodell von Keating und Kane basierendes Verfahren [1] verwendet, um die Phonondispersionskurven des GaP sowie die Schwingungsfrequenzen und Amplituden lokaler Moden (LM) am Übergangsmetallzentrum zu bestimmen. Für perfektes GaP werden die Valenzkraftparameter und die effektive Ladung durch Anpassen der Phonondispersionskurven an Neutronenstreudaten bestimmt. Die Anwendbarkeit des Modells für GaP wird durch die gute Übereinstimmung der berechneten LM von ¹¹B und ¹⁰B mit dem Experiment gezeigt. Die Berechnung der Phononzustandsdichte und Amplituden für GaP:TM ergibt für einen Skalenfaktor S=−0.2 eine intensive, stark auf die vier nächsten P-Atome lokalisierte T₂-Mode bei 325 cm⁻¹. Die Phononreplika sind daher als Resonanzmoden der TM am unteren Rand der optischen Moden des GaP erklärbar.

[1] U. Scherz, C. Schrepel, Mater. Sci. Forum, 196-201, 1583-1588 (1995)