반도성 $SrTiO_3$의 4.5μ흡수 peak 측정

Abstract

순수한 또는 Nb 이 약간 doping 된 $S_rT_iO_3$ 단결정을 진공에서 열처리하여 환원시켰다. 처리온도 범위는 850℃ ~ 1150℃ 범위였다. 이 환원처리된 시료의 광흡수를 stoichiometric 한 시료의 intrinsic absorption 이 없는 0.4 ~ 7μ 범위의 파장영역에서 측정하였으며 Hall 계수를 측정함으로써 carrier concentration 을 측정하였다. 이 파장영역에서 각각 0.42μ, 0.5μ, 0.7μ, 1.3μ 그리고 4.2 ~ 4.8μ에서 극대값을 갖는 5개의 peak 발견하였다. 2 ~ 5μ 영역에서 광흡수계수는 carrier concention 에 거의 비례하며 따라서 4.5μ peak 의 크기도 그러했다. 이 결과로 미루어 보아 free carrier absorption 이라고 생각되었던 적외선 영역에서의 광흡수는 L.O phonon 과 약하게 결합된 free carrier 에 의한 것이 아님이 분명하다. 2 ~ 5μ 파장 영역에서의 흡수계수는 Reik 의 small polaron 이론과 정성적인 면 뿐만아니라 정량적인 크기에 있어서도 잘 맞고 있다. 그러나 이 이론은 그 온도의존성이 의심되고 있으므로 이것의 좀더 확실한 검증을 위해서는 흡수계수의 온도의존성의 측정이 필요하다.