Порошин В. М. Оптичні властивості електронного газу в напівпровідниках зі складною структурою зон

В дисертації наведені результати експериментальних досліджень ефектів зонної структури в процесcах розсіяння, нелінійної рефракції і поглинання світла, пов'язаних із вільними носіями заряду в напівпровідниках з виродженим і багатодолинним спектром. Для напівпровідників з виродженою валентною зоною вперше виявлений новий, передбачений раніше теоретично, механізм неекранованого одночастинкового розсіяння світла дірками та незвична (некоренева) залежність плазмової частоти дірок від їх концентрації і асиметричність лінії плазмового розсіяння світла, природа яких пояснена вкладом в діелектричну проникність кристалу переходів між підзонами легких і важких дірок. Виявлено ряд нових ефектів в розсіюванні світла при пружній одноосній деформації напівпровідників: комбінаційне розсіяння ІЧ світла, що пов'язане з переходами дірок між розщепленими деформацією екстремумами валентних підзон, збільшення плазмової частоти й зменшення асиметрії плазмової лінії. Вперше вивчено вплив виродження і багатодолинності енергетичного спектру на процеси поглинання та заломлення світла в умовах сильного розігріву носіїв у полі світлової хвилі. Виявлені нелінійність поглинання світла при прямих міжпідзонних оптичних переходах в напівпровідниках з виродженою валентною зоною, нелінійні оптичні явища в багатодолинних напівпровідниках (анізотропія і нелінійність поглинання інтенсивного ІЧ випромінювання СО2-лазера, наведені світлом явища подвійного променезаломлення та чотирихвильової взаємодії), які пояснені перерозподілом „гарячих" електронів між еквівалентними долинами. Для довжини хвилі світла ?=10,6 мкм та температур 300 К і 80 К визначена константа нелінійності третього порядку. Розраховані для n-Ge залежності константи нелінійності від концентрації вільних електронів, температури кристалу, довжини хвилі ІЧ світла.