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Phonon- and charged-impurity-assisted indirect free-carrier absorption in Ga_2O_3

机译：Ga_2O_3中声子和带电杂质辅助的间接自由载流子吸收

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Monoclinic beta-Ga2O3 has a large band gap of 4.8 eV, and can therefore be used as a contact material that is transparent to visible and UV light. However, indirect free-carrier absorption processes, mediated by either phonons or charged impurities, will set a fundamental limit on transparency. We use first-principles calculations to accurately assess the absorption cross section and to elucidate the microscopic origins of these processes. Phonon-assisted absorption is dominated by the emission of phonons, and is therefore always possible. This indirect absorption is inversely proportional to the cube of the wavelength. The presence of charged impurities, whether intentional or unintentional, leads to additional absorption, but for realistic concentrations, phonon-assisted absorption remains the largest contribution. Direct free-carrier absorption also leads to below-gap absorption, with distinct peaks where optical transitions match energy differences to higher conduction bands. In contrast, indirect absorption uniformly reduces transparency for all sub-band-gap wavelengths.
机译：单斜晶β-Ga2O3具有4.8 eV的大带隙，因此可以用作对可见光和UV光透明的接触材料。但是，由声子或带电杂质介导的间接自由载流子吸收过程将对透明度设置一个基本限制。我们使用第一性原理计算来准确评估吸收截面，并阐明这些过程的微观起源。声子辅助的吸收主要由声子的发射决定，因此始终是可能的。这种间接吸收与波长的立方成反比。带电杂质的存在，无论是有意还是无意的，都会导致额外的吸收，但是对于实际浓度，声子辅助吸收仍然是最大的贡献。直接自由载流子吸收还会导致间隙吸收不足，并具有明显的峰，在这些峰中，光跃迁将能量差与较高的导带相匹配。相反，间接吸收会均匀降低所有子带隙波长的透明度。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2019年第8期|081202.1-081202.4|共4页
  • 作者

    Peelaers Hartwin; Van de Walle Chris G.;

  • 作者单位

    Univ Kansas Dept Phys & Astron Lawrence KS 66045 USA|Univ Calif Santa Barbara Dept Mat Santa Barbara CA 93106 USA;

    Univ Calif Santa Barbara Dept Mat Santa Barbara CA 93106 USA;

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