Si(001)-SiO$_2$界面的直流电场诱导和低频电调制二次谐波产生光谱研究
光学
2009-10-31 v2
摘要
通过使用可调谐钛蓝宝石飞秒激光器的光学二次谐波产生（SHG）光谱技术，在平面Si(001)-SiO-Cr MOS结构中实验研究了弱非线性掩埋Si(001)-SiO界面处直流电场诱导二次谐波（EFISH）产生的机制。提取了硅直接双光子跃迁附近EFISH贡献的光谱依赖性。建立了一个系统的EFISH现象唯象模型，包括对半导体-电介质界面在积累、耗尽和反型状态下的空间电荷区（SCR）的详细描述。考虑了表面量子化效应、界面态、氧化层中的电荷陷阱、掺杂浓度和氧化层厚度对直流电场非局域屏蔽以及SCR中反演对称性破缺的影响。该模型使用格林函数形式描述了SCR中的EFISH产生，该形式考虑了基波和二次谐波（SH）波的所有延迟和吸收效应、对SH场的场依赖和场无关贡献之间的光学干涉以及SiO层中的多次反射干涉。证明了唯象模型与我们最近和新的EFISH光谱结果之间的良好一致性。最后，证明了低频电调制EFISH是研究硅基MOS结构中Si-SiO界面的一种有用的差分光谱技术。
引用
@article{arxiv.physics/9806003,
title = {DC-electric-field-induced and low-frequency electromodulation second-harmonic generation spectroscopy of Si(001)-SiO$_2$ interfaces},
author = {O. A. Aktsipetrov and A. A. Fedyanin and A. V. Melnikov and E. D. Mishina and A. N. Rubtsov and M. H. Anderson and P. T. Wilson and M. ter Beek and X. F. Hu and J. I. Dadap and M. C. Downer},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/9806003},
year = {2009}
}
备注
31 pages, 14 figures, 1 table, figures are also available at http://kali.ilc.msu.su/articles/50/efish.htm