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J. Physique Lett.
Volume 45, Number 12, juin 1984
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| Page(s) | 621 - 626 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphyslet:019840045012062100 | |
DOI: 10.1051/jphyslet:019840045012062100
Transverse acoustic phonons in germanium near the melting point
B. Hennion1 et M. Schott21 Laboratoire Léon Brillouin, C.E.N. Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
2 Groupe de Physique des Solides de l'E.N.S., Université Paris 7, Tour 23, 2, place Jussieu, 75251 Paris Cedex 05, France
Abstract
The transverse acoustic phonon dispersion in germanium has been studied along [111] and [100] up to 935 °C, only 2 degrees below the melting point Tm. No evidence of softening is found, neither near the Brillouin Zone boundary, nor uniformly throughout the BZ. The phonon energies decrease slowly and linearly with increasing T from 100 K to Tm . This suggests that the free electron density at Tm is less than 1021 cm-3. The phonon linewidths are very narrow up to Tm : ˜ 0.035 ± 0.015 THz, corresponding to lifetimes of the order of 10 ps, although large densities of phonons and free carriers are present in the crystal near the melting point.
Résumé
La dispersion des phonons transverses acoustiques du germanium dans les directions [111] et [100] a été étudiée jusqu'à 935 °C, deux degrés seulement au-dessous de la température de fusion Tm. On ne trouve aucun amollissement ni de façon uniforme dans la Zone de Brillouin, ni près du bord de zone. Les énergies des phonons décroissent lentement et linéairement quand T croit de 100 K à Tm. Ceci suggère que la densité électronique à Tm est inférieure à 1021 cm-3. Les largeurs de raie des phonons sont très étroites jusqu'à Tm : ˜ 0,035 ± 0,015 THz, soit des durées de vie ˜ 10 ps bien que les densités d'électrons libres et de phonons dans le cristal soient élevées près de Tm.
6320D - Phonon states and bands, normal modes, and phonon dispersion.
6470D - Solid liquid transitions.
Key words
carrier density -- elemental semiconductors -- germanium -- melting point -- phonon dispersion relations -- Brillouin zone -- Ge -- elemental semiconductors -- transverse acoustic phonon dispersion -- melting point -- phonon energies -- free electron density -- phonon linewidths -- lifetimes