Temperature-dependent changes
of the exciton absorption spectra in polar semiconductors
Derevyanchuk O.V., Kramar N.K., Kramar V.M.
Chernivtsi Yuriy Fed’kovych National
University, 2 Kotsyubynsky St., 58012 Chernivtsi, Ukraine
download full version
Using the model of dielectric continuum for phonons and effective mass
ap-proximation for electrons, the influence of longitudinal optical phonons
on the formation of exciton spectra in polar semiconductors is studied
with the Green function technique. The calculations are made in frame of
the Mott-Vannier model for the exciton in nS-states (n = 1, 2 and 3) for
a number of semiconduc-tors of A2B6 and A3B5 groups. The results confirm
that interaction of the exciton with longitudinal optical (LO) phonons
manifests itself in shifting of absorption band peaks towards low-energy
region. The shift differs for different states and depends on temperature.
Unlike the main exciton band (n = 1), the changes in the positions and
widths of the next bands (n = 2 and 3) resulted from the interaction with
the LO phonons are inessential for all the crystals under analysis.
Keywords: exciton, absorption spectrum, semiconductor,
exciton-phonon interaction
PACS: 71.35.Cc
UDC: 535.34
Ukr. J. Phys. Opt.
10 157-164 doi: 10.3116/16091833/10/3/157/2009
Received: 20.03.2009
Анотація. Використовуючи модель діелектричного
континууму для фононів і наближення ефективної
маси для електронів, методом функцій Гріна
досліджено вплив повздовжніх оптичних
фононів на формування екситонного спектра
в полярних напівпровідниках. Роз-рахунки
проведено в рамках моделі Ваньє-Мотта для
екситонів в nS-станах (n = 1, 2, 3) для напівпровідників
A2B6 та A3B5 - груп. Результати підтверджують,
що взаємодія екситону з повздовжніми оптичними
(LO) фононами проявляється у зміщенні смуги
поглинання в область низьких енергій. Це
зміщення відрізняється для різних станів
і залежить від температури. На противагу
основній екситонній смузі (n = 1), зміна положення
і ширини наступних смуг (n = 2 та 3) викликана
взаємодією з LO фононами є несуттєвою для
всіх проаналізованих кристалів. |
|