Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 28, Numéro C3, Mai-Juin 1967
COLLOQUE SUR LES TRANSITIONS ÉLECTRONIQUES DANS LES SOLIDES NON CONDUCTEURS
Page(s) C3-73 - C3-80
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1967315
COLLOQUE SUR LES TRANSITIONS ÉLECTRONIQUES DANS LES SOLIDES NON CONDUCTEURS

J. Phys. Colloques 28 (1967) C3-73-C3-80

DOI: 10.1051/jphyscol:1967315

ELECTROREFLECTANCE

B. O. SERAPHIN

Michelson Laboratory, China Lake, California


Abstract
Electroreflectance is the oldest of a growing number of differential reflectance techniques which form the derivative of the joint-density-of-states function by the periodic change of an external parameter such as the electric field. Since this function possesses analytic singularities at critical points, it is possible to lift these key parameters of band structure analysis from the large background absorption caused by non-critical areas of the Brillouin zone. Phase-sensitive synchronous observation of the field-induced reflectance change produces structure which is considerably enhanced compared with static reflectance measurements. This gain in resolution is not the essential feature of the new techniques, however. Some features of electroreflectance are discussed from which information can be derived on the symmetry character of a critical point and its location in the Brillouin zone. Elaborating on the case of silicon, it is pointed out that the interpretation of electroreflectance structure could lead to an expansion of certain aspects of band structure analysis derived from the results of previous static techniques. It is suggested that in the case of interband energy surfaces nearly flat in k-space, as for the 3.4 eV region of silicon, separate interpretation of static reflectance and electroreflectance is required, since the static spectrum may involve extended regions of the Brillouin zone while the derivative spectrum may relate to the critical points. The sensitivity of such a flat interband surface to distortion by changes in external parameters can cause changes in symmetry class and location of critical points.


Résumé
L'électroréflectance est la plus ancienne des techniques de réflectance différentielle, de plus en plus nombreuses, qui donnent la dérivee de la fonction de densité d'états par variation périodique d'un paramètre extérieur, comme le champ électrique. Comme cette fonction présente des singularités analytiques aux points critiques, on peut extraire ces paramètres clefs de la structure des bandes, de la forte absorption de fond due aux parties non critiques de la zone de Brillouin. L'observation synchrone, sensible à la phase, des changements de réflectance produits par le champ donne une structure fortement renforcée par rapport aux mesures de réflectance statiques. Cependant, ce gain en résolution n'est pas l'intérêt essentiel des nouvelles techniques. On discute certains caractères de l'électroréflectance qui peuvent fournir des informations sur la nature de la symétrie d'un point critique, et sa localisation dans la zone de Brillouin. En precisant le cas du silicium, on constate que l'interpretation de la structure d'électroréflectance peut conduire à un développement de certains aspects de l'analyse des structures de bandes, dérivés des résultats des techniques statiques précédentes. On suggère que, dans le cas de surfaces d'énergie interbandes presque plates dans l'espace des k (comme pour la région de 3,4 eV du silicium), des interprétations différentes sont nécessaires pour la réflectance statique et pour l'électroréflectance, puisque le spectre statique peut inclure des régions étendues de la zone de Brillouin, tandis que le spectre dérivé correspond aux points critiques. La sensibilité d'une surface interbande plate à la distorsion par le changement des paramètres externes peut produire des variations de la classe de symétrie et de la position des points critiques.