Determination of the parameters of coherent magneto-optical layers on a finite absorbing substrate from thermal radiation spectra

• Veröffentlicht in: Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
• Datum: 2020
• Hauptverfasser: Morozhenko, V.O., Maslov, V.P., Bariakhtar, I.V., Kachur, N.V.
• Format: Artikel
• Sprache: Englisch
• Veröffentlicht: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2020
• Schlagworte: Optics
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/215910
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Determination of the parameters of coherent magneto-optical layers on a finite absorbing substrate from thermal radiation spectra / V.O. Morozhenko, V.P. Maslov, I.V. Bariakhtar, N.V. Kachur // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2020. — Т. 23, № 4. — С. 400-407. — Бібліогр.: 19 назв. — англ.

A possibility of determining the parameters of a coherent magneto-optical layer on a finite incoherent absorbing substrate by analyzing the spectra of its thermal radiation (TR) has been investigated. On the example of a plane-parallel InAs semiconductor plate silver-coated on the back surface, it has been shown that a complex analysis of TR spectra, both without and with the presence of a magnetic field, makes it possible to determine the thickness, optical, magneto-optical, and electric parameters of the layer. Algorithms for the calculation and analysis of TR spectra are adduced, which simplify the determination of layer parameters and increase the accuracy of results. Comparing the position of the extremes of the experimental zero-field spectrum with the theoretical calculations, the thickness of the sample and the plasma oscillation frequency in the used semiconductor have been determined. The analysis of the relative contrast of interference oscillations in the TR spectrum in the magnetic field using previously defined parameters enabled us to ascertain the spectral dependence of the Faraday rotation angle and to determine the concentration, effective mass, and type of current carriers. It has been assumed that such analysis of luminescence spectra also allows determining the parameters of magneto-optical layers and structures. Досліджено можливість визначення параметрів когерентного магнітооптичного шару на некогерентній поглинаючій підкладці скінченної товщини шляхом аналізу спектрів його теплового випромінювання (ТР). На прикладі плоскопаралельної напівпровідникової пластини InAs, покритої сріблом на тильній поверхні, показано, що комплексний аналіз спектрів ТР як без магнітного поля, так і за його наявності дозволяє визначити товщину, оптичні, магнітооптичні та електричні параметри шару. Наведено алгоритми розрахунку та аналізу спектрів ТР, які спрощують визначення параметрів шару та підвищують точність результатів. Порівнюючи положення країв експериментального спектра нульового поля з теоретичними розрахунками, було визначено товщину зразка та частоту коливань плазми у використовуваному напівпровіднику. Аналіз відносної контрастності інтерференційних коливань у спектрі ТР у магнітному полі за допомогою раніше визначених параметрів дозволив встановити спектральну залежність кута повороту Фарадея та визначити концентрацію, ефективну масу та тип носіїв струму. Передбачається, що такий аналіз спектрів люмінесценції дозволяє також визначати параметри магнітооптичних шарів та структур.