Infrared Optical Properties Of Wurtzite Semiconductor Heterostructure With Arbitrary Crystal Orientations

• Main Author: Lee, Sai Cheong
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: 2016
• Subjects: QC1 Physics (General)
• Online Access: http://eprints.usm.my/31874/1/LEE_SAI_CHEONG_24%28NN%29.pdf; http://eprints.usm.my/31874/

Pergantungan orientasi hablur dengan sifat-sifat optik inframerah (IR) untuk semikonduktor heterostruktur wurtzit heksagon dan substrat yang berkaitan telah dikaji. Pengukuran spektrum pantulan IR terkutub menunjukkan bahawa tindak balas spektrum daripada hablur nilam pukal dan heterostruktur III-nitrida wurtzit yang terdiri daripada lapisan-lapisan yang bersatah kristalografi sembarangan adalah bergantung kepada orientasi sampel. Kecuali sampel yang mempunyai permukaan berorientasi satah-c, spektrum pantulan IR terkutub untuk sampel yang dikaji boleh diubahkan dengan memutar sampel pada normal permukaan. Formula pantulan yang mengambil kira kesan orientasi hablur telah digunakan bersama dengan langkah penyesuaian lengkung untuk menganalisis spektrum yang diukur. Parameter-parameter bahan yang penting seperti pemalar dielektrik, mod fonon optik, ketebalan lapisan dan orientasi kristal untuk sampel yang dikaji telah ditentukan secara tidak membinasa daripada penyesuaian yang terbaik bagi spektrum pantulan IR terkutub eksperimen dan teori. Dengan menggunakan parameter yang diperolehi, simulasi untuk spektrum penyebaran polariton fonon permukaan dan antara muka (SPhP dan IPhP) telah dijalankan dengan mengambil kira kesan-kesan parameter lembapan dan orientasi hablur. Crystal orientation dependence of the infrared (IR) optical properties of hexagonal wurtzite III-nitride heterostructures and their relevant substrates was investigated. Polarized IR reflectance measurements showed that the spectral responses of bulk sapphire crystals and wurtzite III-nitride heterostructures consisting of layers with arbitrary crystallographic planes depend on sample orientation. Except for sample with c-plane oriented surface, the polarized IR reflectance spectra of a given sample can be changed by rotating the sample about its surface normal. A reflection formula that considers the effect of crystal orientation was employed with a curve fitting procedure to analyze the measured spectra. Important materials parameters such as the dielectric constant, optical phonon modes, layer thickness and crystal orientation of the studied samples, have been non-destructively determined from the best-fit of experimental and theoretical polarized IR reflectance spectra. Using the obtained parameters, simulations of the surface and interface phonon polaritons (SPhP and IPhP) dispersion spectra have been performed by taking into account the effects of damping parameters and crystal orientation.