b). 2éme cas : (champ électrique
dynamique de fréquence élevé) :
Dans le cas où le champ E varie
sinusoïdalement ( E = E 0ej
't ), cela a une grande importance : la
polarisation P résulte de la contribution des oscillateurs du
semi-conducteur ne suivre pas instantanément le champ E qui
varie de plus en plus vite (hautes fréquences), il y aura souvent un
déphasage, et par conséquent des pertes qui appariaient dans la
fonction diélectrique par le terme j g1 (
terme y qui décrit l'amortissement) [II-2][II-5][II-6].
Ceux qui traduisent dans la fonction diélectrique par une partie
imaginaire E " dans la formule (II-1).
R = ' -j ''
Tels que :
' : représente la polarisation en phase.
'': représente la perte de semi-conducteurs lié au
déphasage.
' -1
"
Figure.II.2. La représentation de la
partie réelle et la partie
imaginaire de la fonction
diélectrique [II-5]
La figure ci-dessus représente la partie réelle '
et la partie imaginaire E "d~un oscillateur (Lorentz) de
fréquence propre 1 soumis à un champ
électromagnétique extérieur de fréquence :
N e 2
i
® = (II-17)
R i 2
mi
0 ( 0-)i
1- 0) 2 +
j Wgi)
|
Þ
|
'=l1
|
2 2
+N e2
(II-18) et
m i E0 ( wi
- 0-)2 )2 + ()2 2 i
|
"
|
N e 2 g
i i
|
(II-19)
|
|
|
2 m E 0 - 2 )2 + C°
2 2 i i
|
1. Pour 0) très différent
de 1 (c-à-d : >>
1) [II-5][II-6] :
Il n'y a pas de couplage entre la fréquence de
l'oscillateur 1 et la fréquence excitateur , tels
que :
Pour co ? 1 (formules (II-11)
(II-12)) : alors E '® 1 et E "® 0
Þ le matériau
devient complètement transparent (k=0,
n=1Þ T=1).
2. Pour Co proche de 1
(c-à-d : co :
1) [II-5][II-6]:
' , et E " se varie sensiblement avec des
fréquences très proche de 1 , tels que :
Pour - 1 (formules (II-11) (II-12)) : la partie
imaginaire " commence à prendre de
l~importance et peut devenir très grande " ® max, et
la partie réelle ' passe par
' = 1 et commence à décroitre vers les valeurs
négatives ' -< 0 (qui correspond k /).
Þ forte absorption, d~où forte réflexion.
Þ la fréquence du champ E excitateur
pourra
entrer en couplage avec la fréquence 1 de
l~oscillateur, qui se matérialise aux réflexions
optiques.
Donc, d~après l~évolution de la fonction
diélectrique avec la fréquence excitateur (dans la
figure.III.2.), on observe bien que la
fonction diélectrique s~évolue sensiblement avec la
fréquence
où - 1 Þ on dit que la fonction
diélectrique présente une résonance ( " ®
max ; ' -< 0).
Cependant cette résonance, il correspond à une
évolution des constantes optiques (n et k) qui se
traduit par conséquent par une forte réflexion [II-3] &&
[II-6]. Ceci est bien illustré dans la figure suivante :
Figure.II.3. Comportement optique de
l'oscillateur de Lorentz [II-4]
Globalement, la tendance n~est pas altérée, sous
l~effet du rayonnement excitateur de fréquence et en intéressant
à la fréquence de résonance - 1 qui correspond
à la résonance
de la fonction diélectrique, on aura un couplage entre le
photon de fréquence et un phonon de
fréquence 1 , dont ce couplage se
matérialise aux réflexions optiques (dans l~infrarouge
lointain
pour le GaAs (Figure.II.1)).
|
|
N e 2
1
|
(II-20)
|
|
R
|
2 - +
2
m 1 0 ( j g1)
TO
|
| 
