Определены спектры 16 оптических функций Mg2Si в области 0-11 эВ при 77 К. Они содержат пять максимумов и ступенек, обусловленных междузонными переходами и метастабильными экситонами, а также максимумы объемных и поверхностных плазмонов при ~9.56 и ~7.30 эВ. Установлены их основные особенности и общие закономерности. Расчеты выполнены на основе известного экспериментального спектра отражения в области 0-11 эВ при 77 К. Интегральные спектры мнимых частей диэлектрической проницаемости ε2(E), характеристических объемных (-Imε-1) и поверхностных (-Im(1+ε)-1) потерь энергии электронов разложены на элементарные компоненты в области 2-5 эВ. Определены основные параметры компонент переходов, в том числе энергии их максимумов и силы осцилляторов. Расчеты выполнены с помощью компьютерных программ, созданных на основе соотношений Крамерса-Кронига и известных аналитических формул связи между оптическими функциями, а также усовершенствованного беспараметрического метода объединенных диаграмм Арганда с учетом эффективного количества валентных электронов, участвующих в формировании отдельных полос. Вместо пяти максимумов и ступенек интегральных спектров установлено 17 элементарных полос с силами осцилляторов в интервале 0.0003-1.9200. Они обусловлены экситонными и междузонными переходами поперечного и продольного типов. На основе известных теоретических расчетов предложены локализация и предполагаемая природа полос переходов оптических спектров силицида магния.
The spectra of 16 optical Mg2Si functions in the range from 0 to 11 eV at 77 K are determined. They contain five maxima and shoulders due to interband transitions and metastable excitons, as well as the maxima of volume and surface plasmons at ~9.56 and ~7.30 eV. Their peculiarities and general regularities are established. The calculations are performed on the basis of the well-known experimental reflection spectrum in the range from 0 to 11 eV at 77 K. The integral spectra of the imaginary parts of the permittivity ε2(E), characteristic volume (-Imε-1), and surface (-Im(1+ε)-1) energy losses of electrons are decomposed into elementary components in the region from 2 to 5 eV. Their main parameters are determined, including the energy of the maxima and the strength of the oscillators. The calculations are carried out using computer programs based on the Kramers-Kronig relations and known analytical formulas for the connection between optical functions, as well as an improved nonparametric method of combined Argand diagrams taking into account the effective number of valence electrons participating in the formation of individual bands. Instead of the five maxima and shoulders of the integral spectra, 17 elementary bands with oscillator strengths in the range from 0.0003 to 1.92 are established. They are due to excitonic and interband transitions of the transverse and longitudinal types. On the basis of known theoretical calculations, we propose herein the localization and assumed nature of the optical transition bands.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.