J. Phys. France 45, 1707-1715 (1984)
DOI: 10.1051/jphys:0198400450100170700

The absorption spectrum of a heteropolar crystal : the rôle of many-particle effects

N. Meskini, W. Hanke, H.J. Mattausch, M. Balkanski et M. Zouaghi

Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstrasse 1, 7000 Stuttgart 80, F.R.G.

Abstract
We present (a) a local-orbital formulation of the electron-hole interaction in a heteropolar semiconductor which takes into account both the screened electron-hole attraction and its exchange counterpart, giving rise to the excitonic and local-field effects, respectively, and (b) a calculation of the absorption spectrum in GaP, which demonstrates the dominant rôle played by the continuum-exciton effect on the main optical absorption of a compound semiconductor. Our findings on the importance of many-particle effects closely parallel those of previous work on the covalent semiconductor Si.

Résumé
Nous présentons (a) une formulation, à l'aide d'orbitales locales, de l'interaction électron-trou dans un semi-conducteur hétéropolaire. Nous considérons l'attraction électron-trou et la répulsion entre paires d'électron-trou qui donnent naissance aux effets excitoniques et du champ local respectivement, et (b) un calcul du spectre d'absorption de GaP, qui démontre le rôle dominant joué par l'effet excitonique dans l'absorption optique d'un semi-conducteur composé. Nos résultats montrent l'importance des effets à N-corps et sont très comparables à des travaux antérieurs sur le silicium qui est un semi-conducteur covalent.

PACS
7820 - Optical properties of bulk materials and thin films.
7135 - Excitons and related phenomena.

Key words
exchange interactions electron -- excitons -- gallium compounds -- III V semiconductors -- polar semiconductors -- visible and ultraviolet spectra of inorganic solids