nguphysСибирский физический журналSIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS2541-9447Новосибирский государственный университет10.25205/2541-9447-2022-17-4-87-94nguphys-229Research ArticleФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА, ПОЛУПРОВОДНИКОВ, НАНОСТРУКТУРSOLID-STATE AND SEMICONDUCTOR PHYSICS, PHYSICS OF NANOSTRUCTURESОсобенности определения оптических параметров (n и κ) полупроводниковой гетероструктуры из спектров пропускания и отраженияPeculiarities of Determination of the Optical Parameters (n and κ) of a Semiconductor Heterostructure from Transmission and Reflection SpectraКовалёвА. А.KovalyovA. A.

Ковалёв Александр Анатольевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Новосибирск

Alexander A. Kovalyov, Dr. of Phys.Math. Sc.

Novosibirsk

kovalev@isp.nsc.ruИнститут физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАНРоссияInstitute of Semiconductor Physics Mechanics SB RASRussian Federation2022100520231748794Copyright © Ковалёв А.А., 20232023Ковалёв А.А.Kovalyov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nguphys.elpub.ru/jour/article/view/229

Спектры показателя преломления n и коэффициента экстинкции κ тонкой пленки, образуемой гетероструктурой в виде сверхрешетки In0,2Ga0,8As/GaAs, определяются из сравнения измеренных коэффициентов отражения и пропускания образца, выращенного на подложке GaAs, с соответствующими характеристиками, рассчитанными матричным методом. Значения n и κ сверхрешетки находятся из процедуры минимизации по параметрам n и κ целевой функции F(n, κ), образованной суммой модулей разностей измеренных и рассчитанных коэффициентов отражения и пропускания.

In the wavelength range λ = 900–1200 nm, the spectral dependences of the refractive index n and extinction coefficient κ of a thin film, which is the heterostructure based on In0.2Ga0.8As/GaAs quantum wells, are found. The values of n and κ found at each point of the spectrum provide the minimum of the objective function, which is the sum of the module of the differences between the calculated reflection and transmission coefficients and the measured reflection and transmission coefficients of the sample grown on the GaAs substrate.

оптика тонких пленокпреломлениеэкстинкцияthin film opticsrefractionextinctionАвтор признателен сотрудникам ИФП СО РАН канд. физ.-мат. наук Б. Р. Семягину за выращивание образца полупроводниковой сверхрешетки и д-ру физ.-мат. наук Н. Н. Рубцовой за полезные обсуждения.ReferencesSwanepoel R. Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon // J. Phys. E: Sci. Instrum. 1983. 16. P. 1214–1222.Swanepoel R. Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon. J. Phys. E: Sci. Instrum., 1983, vol. 16, pp. 1214–1222.Jena S., Tokas R. B., Thakur S. and Udup D. V. PRISA: a user-friendly software for determining refractive index, extinction co-efficient, dispersion energy, band gap, and thickness of semiconductor and dielectric thin films // Nano Express. 2021. 2. P. 010008 (13p).Jena S., Tokas R. B., Thakur S., Udup D. V. PRISA: a user-friendly software for determining refractive index, extinction co-efficient, dispersion energy, band gap, and thickness of semiconductor and dielectric thin films. Nano Express, 2021, vol. 2, 010008.Leung M. M. Y., Djuriŝić A. B., and Li E. H. Refractive index of InGaN/GaN quantum well // Journal of Applied Physics. 1998. 84. P. 6312–6317.Leung M. M. Y., Djuriŝić A.B., Li E. H. Refractive index of InGaN/GaN quantum well. Journal of Applied Physics, 1998, vol. 84, pp. 6312–6317.Adachi S. Optical properties of AlxGa1-xAs alloys // Phys. Rev. B. 1988. P. 12345.Adachi S. Optical properties of AlxGa1-xAs alloys. Phys. Rev. B., 1988, 12345.Guo Q., Kato O., Fujisawa M., and Yoshida A. Optical constants of indium nitride // Solid State Communications. 1992. 83. P. 721–723.Guo Q., Kato O., Fujisawa M., Yoshida A. Optical constants of indium nitride. Solid State Communications, 1992, vol. 83, pp. 721–723.Cheung S. K., Wang H., Huang W., and Jain F. Optical characterization of InGaAs–GaAs multiple quantum wells using variable angle spectroscopic ellipsometry for designing tunable modulators // Appl. Phys. 1997. 81. P. 497–501.Cheung S. K., Wang H., Huang W., Jain F. Optical characterization of InGaAs–GaAs multiple quantum wells using variable angle spectroscopic ellipsometry for designing tunable modulators. Appl. Phys., 1997, vol. 81, pp. 497–501.Кардона М., Петер Ю. Основы физики полупроводников. М.: Физматлит. 2002. 560 с.Yu Peter Y., Cardona Manuel Fundamentals of Semiconductors. Springer. 2002. 560 p.Ландау Л., Лифшиц Е. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука. 1982. 620 с.Kovalyov A. A. Measuring the Reflective Spectra in a One-Beam Scheme. Instruments and Experimental Techniques, 2020, vol. 63, pp. 55–58.Buffeteau T., Desbat B. Thin-Film Optical Constants Determined from Infrared Reflectance and Transmittance Measurements // Appl. Spectroscopy. 1989. 43. P. 1027–1032.Born Max and Wolf Emil Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. Cambridge University Press, 1999. 952 p.Ковалёв А. А. Измерение спектра отражения в однолучевой схеме // ПТЭ. 2020. № 6. С. 53–56.Adachi S. Optical Constants of Crystalline and Amorphous Semiconductors. Kluwer Academic Publishers, 1999. 736 p.Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.Adachi S. Optical Constants of Crystalline and Amorphous Semiconductors. Kluwer Academic Publishers, 1999. 736 p.Adachi S. Optical Constants of Crystalline and Amorphous Semiconductors. Kluwer Academic Publishers, 1999. 736 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.