J. Phys. France 35, 365-369 (1974)
DOI: 10.1051/jphys:01974003504036500

Reflection spectra of highly doped n-InPxAs1-x solid solutions

N.P. Kekelidze, G.P. Kekelidze, Z.D. Makharadze et V.P. Khachidze

Tbilissi State University, Tbilissi, USSR

Abstract
Reflection spectra of highly doped n-type InPxAs1-x solid solutions with free-carrier concentrations 3.5 x 10^17 to 2.25 × 10^19 cm-3 have been measured. The effective mass of the free carriers at the Fermi level has been determined for all studied specimens. On the basis of the obtained experimental data the values of the electron effective masses at the bottom of the conduction band have been calculated. It is shown that the experimentally obtained values of the free-carrier effective masses coincide with the calculated ones according to Kane's theory up to an electron concentration of the order of 10^19 cm-3. It is shown as well that the plot of free-carrier effective mass versus n-InPxAs1-x composition is not linear. For the composition x = 0 the law of conduction-band dispersion is defined on the basis of experimentally obtained concentration dependence of the electron effective mass. It is confirmed that the results obtained from the experimental data coincide with those calculated according to Kane's theory up to concentrations of the order of 10^19 cm-3.

Résumé
Nous avons mesuré les spectres de réflexion de solutions solides de haut dopage de InPxAs1-x type n. La concentration des porteurs libres du courant s'échelonne de 3,5 x 1017 à 2,25 x 10^19 cm-3. Pour tous les échantillons examinés on a détermine la masse effective des porteurs libres au niveau, de Fermi. Sur la base des données expérimentales, les valeurs des masses effectives des électrons en bas de bande de conduction ont été calculées. Nous avons montré que les valeurs obtenues expérimentalement pour les masses effectives des porteurs libres coincident avec celles calculées d'après la théorie de Kane jusqu'a la concentration d'électrons de l'ordre de 10^19 cm-3. Nous avons montré que la dépendance de la masse effective des porteurs libres de la composition n-InPxAs 1-x diffère de la dépendance linéaire. On a déterminé la loi de dispersion de la bande de conduction pour la composition x = 0 d'après la dépendance expérimentale de la masse effective des électrons en fonction de la concentration. Les résultats obtenus d'après les données expérimentales coincident avec ceux calculés par la théorie de Kane jusqu'a la concentration de l'ordre de 10^19 cm-3.

PACS
7820 - Optical properties of bulk materials and thin films.
7118 - Fermi surface: calculations and measurements; effective mass, g factor.

Key words
carrier mobility -- conduction bands -- III V semiconductors -- indium compounds -- light reflection -- spectra of inorganic solids