Запрещенное резонансное комбинационное рассеяние света в сверхрешетках GaAs/AlAs: эксперимент и расчеты

Рассчитаны и экспериментально исследованы спектры комбинационного рассеяния света сверхрешеток GaAs/AlAs(001) для различных направлений волнового вектора. Эксперименты проводились с применением конфокального оптического микроскопа, совмещенного со спектрометром комбинационного рассеяния света (micro-Raman) в различных геометриях рассеяния, как для фононов с волновым вектором, направленным по нормали к сверхрешетке, так и вдоль ее слоев (в англоязычной литературе “in-plane” геометрия). Частоты и собственные векторы фононов были рассчитаны в приближении расширенной модели Борна с учетом кулоновского взаимодействия в приближении жестких ионов. Спектры комбинационного рассеяния света были рассчитаны в рамках механизма деформационного потенциала; при этом оказалось, что в экспериментальных спектрах проявляются дополнительные пики, не описывающиеся в рамках данного подхода. Возможно, эти пики возникают вследствие проявления в резонансных условиях запрещенного правилами отбора комбинационного рассеяния света. Сделана попытка объяснить появление данных пиков в экспериментальных спектрах в рамках неупругого рассеяния фотонов на связанных зарядах (фононах с большим дипольным моментом).