Proceedings - Viện Vật lý

Advances _________________________________________________________________________________in Optics, Photonics, Spectroscopy and Applications. Aug. 2006, Cantho, Vietnamhình (1.2) giải thích cơ chế biến đổi điện trường bề mặt khi không có (a) và có (b)chiếu laser (Laser off/Laser on). Khi chiếu laser sẽ làm sản sinh các cặp electron vàlỗ trống. Điều này dẫn đến điện trường trên bề mặt bị giảm đi, đường cong nănglượng bị giảm xuống (hình 1.3b, laser on).Hiện tượng có và không có laser dẫn đến sự thăng giáng điện trường bề mặt, cơ chế“biến điệu” được hình thành. Điều cần ghi nhận ở đây là trường hợp không có laser,vùng năng lượng bị cong lên chính là trường hợp thoả mãn điều kiện xuất hiện hiệuứng Franz – Keldysh. Khi đó hệ số hấp thu tăng lên và do đó hệ số phản xạ tăng lên(R off ). Như vậy sự biến điệu của điện trường bề mặt kéo theo sự xuất hiện R = R off– R on :ΔR/R=(R off -R on )/R off (1.1)Năm 1973, Aspnes và Studna đã tìm radạng đơn giản cho tỷ số ∆R/R:1/ 23 / 2R2 E E g 4 E E g exp cos3 / 2 R 3(1.2)Từ (1.2) cho thấy dạng đặc trưng của phổPR (Dạng dao động Franz-Keldysh:FKO) như hình (1.3): với chu kỳ (cosin)và ΔR/R giảm theo E với quy luậtexponent. Điện trường bề mặt F S , năng 23 /lượng quang điện , thế cong bề mặte b và mật độ điện tích bề mặt Q SS theocông thức:2 2 23 e F (1.3)222 FQo SSSe b(1.4)2N2NoIon donortrong đó : khối lượng hiệu dụng rút gọncủa bán dẫn, o và là hằng số điện môitrong chân không và môi trường, N: là mật độ hạt tải điện trong bán dẫn.2. Thực nghiệm và bàn luận2.1. Mô tả hệ thí nghiệmHình (2.1) là sơ đồ khối hệ đo Quang phát quang (a) và Quang phản xạ (b).Hai laser (1) và (2) có cùng bước sóng (632.8nm), cùng bị cắt bởi chopper (3) cótần số 210Hz. Laser (1) có công suất 10mW chiếu đến mẫu (4) một góc xiên 45 0 sovới bề mặt mẫu để kích thích phát quang. Ánh sáng phát quang sau khi đi qua hệthấu kính đồng trục (5) sẽ hội tụ vào khe của máy đơn sắc SPM – 2 (6). Laser (2) cócông suất 5mW chiếu trực diện vào một quang transistor (10) có nhiệm vụ chuyểntín hiệu quang thành tín hiệu điện. Những tín hiệu thu được từ detector (7) sẽ đượcđưa vào bộ tiền khuếch đại (8), sau đó vào ngõ input của Lock-in Amplifier (9).E CE VLaser off (a)E CE Vh +Laser on (b)Hình 1.2: Cơ chế ảnh hưởng của tialaser làm giảm điện trường bề mặt.Hình 1.3: Dạng đặc trưng của phổPR lý thuyếte -507