Quantum Theory of Free-Carrier Absorption in Quasi-Two-Dimensional Semiconducting Structures

Abstract

The quantum theory of free carrier absorption in quasi-two-dimensional structures like thin films, layered heterojunctions, and inversion layers is generalized to the cases when the carriers are scattered by polar optical phonons, piezoelectric phonons, and nonpolar optical phonons. The obtained results are compared with those of the quantum theory of free-carrier absorption in a bulk semiconductor and it is found that the absorption coefficient increases when the width of the layer or thin film decreases in all the cases. Die Quantentheorie der Absorption freier Trager in quasi-zweidimensionalen Strukturen, wie duinnen Schichten, geschichteten Heterouibergangen und Inversionsschichten, wird auf die Falle verallgemeinert, wo die Trager durch polare optische Phononen, piezoelektrische Phononen und nichtpolare optische Phononen gestreut werden. Die erhaltenen Ergebnisse werden mit denen der Quantentheorie der Absorption freier Trager in einem Volumenhalbleiter verglichen, und es wird gefunden, das der Absorptionskoeffizient anwachst, wenn in alien Fallen die Breite der Schicht oder des duinnen Films abnimmt.