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Inhomogeneous broadening of phosphorus donor lines in the far-infrared spectra of single-crystalline SiGe

Lynch, S. A. und Matmon, G. und Pavlov, S. G. und Litvinenko, K. L. und Redlich, B. und van der Meer, A: F. G. und Abrosimov, N.V. und Hübers, H.-W. (2010) Inhomogeneous broadening of phosphorus donor lines in the far-infrared spectra of single-crystalline SiGe. Physical Review B, 82 (24), Seiten 1-7. DOI: 10.1103/PhysRevB.82.245206.

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Offizielle URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.82.245206

Kurzfassung

The origins of line broadening in the far-infrared spectrum of phosphorus donors in SiGe are investigated. Using a combination of Fourier transform infrared FT-IR spectroscopy and time-resolved pump-probe measurements, we show that the line shapes are dominated by inhomogenous broadening. Experimental FT-IR absorbance spectra measured in the temperature range 6–150 K are presented for three different Ge contents. Additional spectra of pure phosphorus doped silicon recorded under similar experimental conditions are presented and compared with the SiGe results. We propose a simple quantitative model to simulate the line broadening in our experimental spectra. Our model takes into account the compositional variations in the random SiGe binary alloy and its effect on the permittivity of the environment around each donor. We also show that the addition of small amounts Ge to Si single crystals has little detrimental effect on the lifetime of the excited infrared electronic energy levels, despite the observed line broadening.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Inhomogeneous broadening of phosphorus donor lines in the far-infrared spectra of single-crystalline SiGe
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Lynch, S. A. London Centre for Nanotechnology, University College London, 17-19 Gordon Street, London WC1H 0AH, United Kingdom
Matmon, G. London Centre for Nanotechnology, University College London, 17-19 Gordon Street, London WC1H 0AH, United Kingdom
Pavlov, S. G. Sergeij.Pavlov@dlr.de
Litvinenko, K. L. Advanced Technology Institute, University of Surrey, Guildford GU2 7XH, United Kingdom
Redlich, B.FOM Institute for Plasma Physics Rijnhuizen, P.O. Box 1207, NL-3430 BE Nieuwegein, The Netherlands
van der Meer, A: F. G.FOM Institute for Plasma Physics Rijnhuizen, P.O. Box 1207, NL-3430 BE Nieuwegein, The Netherlands
Abrosimov, N.V.Leibniz Institute of Crystal Growth, Max-Born-Str. 2, 12489 Berlin, Germany
Hübers, H.-W.Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 36, 10623 Berlin, Germany
Datum:Dezember 2010
Erschienen in:Physical Review B
Referierte Publikation:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:82
DOI :10.1103/PhysRevB.82.245206
Seitenbereich:Seiten 1-7
Status:veröffentlicht
Stichwörter:terahertz, laser, silicon, germanium, life time, impurity
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Verkehrsmanagement
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V VM - Verkehrsmanagement
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FAMOUS 2 (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Terahertz- und Infrarotsensorik
Hinterlegt von: Ulrike Stiebeler
Hinterlegt am:14 Jan 2011 10:38
Letzte Änderung:16 Feb 2016 05:03

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