學位論文
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Item 半導體材料GaSe1-xSx ( 0 ≦ x ≦ 1)之光譜性質研究(2010) 黃姿方; Tz-Fang Huang我們研究非線性光學半導體GaSe1-xSx (x = 0.00、0.01、0.03、0.14、0.18、0.26、0.37 及 1.00 ) 單晶塊材的光譜性質。首先，GaSe的拉曼散射光譜顯示四個拉曼活性振動模，其頻率位置在134 cm-1、212 cm-1、250 cm-1及307 cm-1，拉曼峰頻率位置隨著摻硫離子濃度上升而有藍移的現象；當x ≧ 0.18 時，我們觀察到多了一個160 cm-1拉曼峰，隨著摻雜硫離子濃度增加而對應到GaS的188.5 cm-1拉曼峰，這些拉曼散射光譜的變化與GaSe1-xSx層狀堆疊結構的改變有緊密的關聯性。此外，我們觀察到光激螢光光譜在x ≧ 0.18 時，其螢光峰的半高寬明顯變寬，且峰值的光子能量大於能隙，推測此時樣品與GaS同屬間接半導體，而多出來的能量即為聲子放射所造成。 我們進一步研究GaSe1-xSx的室溫全頻光譜與變溫穿透光譜，其中紅外聲子吸收峰隨著摻雜硫離子濃度上升而有藍移現象；由於摻雜硫離子後層間距離縮小，電子與離子作用距離較短因此作用力較強，所以造成能隙上升的現象；我們觀察到不同硫離子濃度樣品能隙的溫度變化率，在x ≧ 0.18 時略為上升後下降與低摻雜樣品的變化不同，此結果亦呼應堆疊結構的變化。最後，我們藉由使用第一原理理論計算GaSe在Γ點的聲子振動特性，並與拉曼散射光譜實驗及紅外光活性振動的實驗結果進行比較。