Реферат: Оптические свойства полупроводниковых пленок в видимой и ИК частях спектра

Удобно ввести комплексную проводимость σ' [1], полагая

(1.9)

при этом

(1.9')

Положим

(1.10)

где п и χ — безразмерные вещественные положительные величины. Это и есть соответственно коэффициенты преломления и экстинкции. Смысл названий становится ясным при подстановке выражения (1.10) в (1.7). Мы получаем при этом

(1.7)

При χ = 0, т. е. в отсутствие поглощения, выражение (1.7') описывало бы плоскую волну, распространяющуюся с фазовой скоростью с/п и постоянной амплитудой. Если же χ ≠ 0, то амплитуда волны экспоненциально убывает по мере проникновения ее в образец.

Вместо коэффициента экстинкции часто вводят показатель поглощения α, определяемый равенством [1]

(1.11)

Смысл величины α легко понять, вспоминая, что плотность энергии электромагнитной волны пропорциональна квадрату амплитуды последней. Согласно (1.7') это означает, что плотность энергии (и тем самым число фотонов в единице объема) убывает с ростом координаты х, как

Таким образом, α^-1 есть длина, на которой плотность энергии волны в результате поглощения убывает в е раз.

Обращая равенство (1.11), получим

(1.11)

где — есть длина световой волны в вакууме.

Подставим выражение (1.10) в равенство (1.8) и сократим последнее на E_m . Получим

(1.12)

Отделяя здесь вещественную часть от мнимой, находим два алгебраических уравнения для определения n и χ. Корни их имеют вид [1]

(1.1За)

(1.136)

Формулы (1.13а, б) решают поставленную задачу. Иногда их записывают по-другому, вводя вместо комплексной проводимости σ' комплексную диэлектрическую проницаемость

(1.14)

Здесь ε₁ ' и ε₂ ' — вещественные величины. Очевидно,

(1.15)

и, следовательно,

(1.16а)

(1.16б)