The optical properties of amorphous Ge films formed by vacuum ($2×10^{-6}$ torr) evaporation were investigated in the 1㎛ - 2.5㎛ (0.5-1.24 ev) spectral range. The optical constants were determined by the analysis of 2-transmittance data of a pair of samples with the same structure but different in thickness. The emphasis was laid on the determination of the shape of the absorption edge which has been in the center of controversy in recent years.
The assumption that a pair of samples had the same structure was self-consistently checked during the computer calculation by the iteration method.
Two pairs of samples 840A, 1000A thick and 1860A, 1950A thick showed that the former had values roughly 0.2 lower in the refractive index and 0.1 ev higher in the band gap energy than those of the latter and such results suggested that the former was more dense packing than the latter.
As for the shapes of the absorption edge, both cases were found to be relatively sharp and furthermore the shapes of the absorption edge were became sharper and shifted higher energy by the annealing process.
$\epsilon_2$ spectrum calculated using non-direct transition model(i.e. disregard the $\bar{K}$-selection rule) with semi-quantitative energy dependent matrix elements was in exellent agreement with the measured $\epsilon_2$.
진공 ($2\times10^{-6} torr$) 에서 유리에 증착하여 만든 비정질 Ge 박막의 광학적 성질을 조사했다.
0.5 ∼ 1.24 ev 의 photon energy 영역에서 구조가 같으나 두께가 다른 한 쌍의 sample 의 transmittance 를 측정함으로써 비정질 Ge 의 optical constant 를 구했고, 특히 한창 논란이 되고 있는 absorption edge 의 모양을 살폈다. 한 쌍의 sample의 구조가 같다는 가정은 iteration 방법에 의한 컴퓨터 계산 도중 자명하게 검토된다.
두께가 860 Å, 1000 Å 인 sample 한 쌍과, 1860 Å, 1950 Å sample 한 쌍에 대해 측정하였는데, 굴절을 n 은 전자의 sample이 후자의 sample 보다 측정된 모든 파장에서 0.2 정도 적은 값을 가졌고, band gap 의 위치는 전자의 sample ($E_g = 0.66 ev$)이 후자의 sample ($E_g = 0.56 ev$) 보다 0.1ev 정도 높은 energy로 이동했는데, 이와같은 결과들은 전자의 sample 이 후자의 sample 보다 더 dense packing 되었음을 의미한다.
한편 absorption edge 의 모양은 두 경우 모두 비교적 sharp 한 모양을 얻었는데, 이것은 band edge 부근에 있는 localized states 가 exponential tail 의 형태가 아니라 sharp 한 모양임을 암시한다.
$\epsilon_2$ spectrum 에 대해서 matrix element 의 energy 의존을 반 정량적으로 고려하고 $\bar{k}$-selection rule 을 무시한 non-direct transition model 을 사용하여 model calculation 을 한 결과는 실험치를 잘 설명해 준다.
