N型4H-SiC低温拉曼光谱特性

利用拉曼散射技术对N型4H-SiC单晶材料进行了30～300 K温度范围的光谱测量。实验结果表明,随着温度的升高,N型4H-SiC单晶材料的拉曼峰峰位向低波数方向移动,峰宽逐渐增宽。分析认为,晶格振动随着温度的升高而随之加剧,其振动恢复力会逐渐减小,使振动频率降低;原子相对运动会随温度的升高而加剧,使得原子之间及晶胞之间的相互作用减弱,致使声学模和光学模皆出现红移现象。随着温度的升高,峰宽逐渐增宽。这是由于随着温度的升高声子数逐渐增加,增加的声子进一步增加了散射概率,从而降低了声子的平均寿命,而声子的平均寿命与峰宽成反比,因此随着温度的升高峰宽逐渐增宽。声子模强度随温度升高呈现不同规律,E₂(LA),E₂(TA),E₁(TA)和A₁(LA)声子模随着温度升高强度单调增加,而E₂(TO),E₁(TO)和A₁(LO)声子模强度出现了先增后减的明显变化,在138 K强度出现极大值。分析认为造成原因是由于当温度高于138 K时,高能量的声子分裂成多个具有更低能量的声子所致。