Raman spectroscopy in GaS: Zone boundary phonon interactions

Summary

A complete polarization analysis of the GaS Raman spectrum, for excitation energies below the indirect energy gap, is reported. In order to assign second-order combinations and defect-induced forbidden modes, that appear in the spectra besides the six well-known Γ-phonons, also IR transmittance and reflectance measurements, for bothE⊥c andE‖c, have been performed. All the available selection rules are applied to both Raman and IR data, allowing to identify the high-symmetry points of phonons involved in the scattering and, when possible, to ascribe the main non-Γ structures of the spectra to the knownK andM point modes. This analysis brings to several new attributions, also ruling out some previous assignments, based on the separate study of either Raman or IR spectra.

Riassunto

In questo lavoro si è condotta una completa analisi, dal punto di vista delle polarizzazioni, dello spettro Raman del GaS, per energie di eccitazione al di sotto del «gap» indiretto. Al fine di identificare le combinazioni di secondo ordine e i modi proibiti indotti da difetti, sono state eseguite anche misure di trasmittanza e riflettanza nell'infrarosso. L'impiego di tutte le possibili regole di selezione, applicate sia agli spettri Raman sia a quelli IR, ha permesso sempre di individuare i punti di simmetria dei modi coinvolti nello spettro Raman e, quando possibile, di assegnare le principali strutture non di Γ a modi dei puntiM oK. Si è cosí pervenuti a numerose nuove attribuzioni, contestando anche alcune precedenti assegnazioni, basate solo su studi separati degli spettri Raman o IR.

Резюме

Предлагается поляризационный анализ спектра комбинацонного рассеяния в GaS для энергий возбуждения ниже непрямой запрещеннои зоны. Чтобы определить комбинации втрого порядка и дефект, индуцированный запрешеенным модами, которые появляются в спектрах, помимо шести хорошо известных Γ-фононов, вяшолняются также измерения пропускания и отражения инфракрасного излучения дляE⊥c иE∼c. Все имеюэиеся правила отбора применяются к данным по комбинационному рассеянию и к инфракрасым данным, что позволяет идентифицировать точки высокой симметрии для фононов, фигурирующие в рассеянии и, по возможности, описать главные не-Γ-структуры спектров. Этот анализ позволяет получить некоторые новые признаки, основанные на раздельном исследовании спектров комбинационного рассеяния и инфракрасных спектров.