Technical Report of ISSP Ser. A: Number 3219

Abstract

The soft X-ray emission spectra are compared between Si and cBN in the Si2p- and Bls-core exciton regions, because both crystal structure are very similar but inversion symmetry is lost and the band gap is extremely large for cBN. The background in the soft X-ray emission spectrum of Si is much larger than that of cBN but becomes drastically weak as the excitation energy becomes low and Raman process becomes dominant compared to the fluorescence process. The background is found to be mainly formed by the electron excitation from the valence band to the conduction band. The Raman spectrum is similar to the absorption spectrum in cBN, while those of Si are quite different from each other. It is found that the centrosymmetry is important in the selection rule of the Raman scattering. In the resonant Raman scattering, the selection rule partly breaks due to the lattice relaxation process that emits an ungerade phonon in the intermediate state.

両結晶構造が非常に類似しているが反転対称性は失われ、cBNについてはバンドギャップが極端に大きいという理由から、Si2p-およびBls-内殻励起子域におけるSiとcBNの軟X線発光スペクトルを比較した。Siの軟X線発光スペクトルのバックグラウンドはcBNのバックグラウンドよりもかなり大きいが、励起エネルギーが低くなるに従い急激に弱くなり、Ramanプロセスが蛍光プロセスに比較して優勢になる。バックグラウンドは主として、価電子帯から伝導帯への電子励起により生成することが分かった。RamanスペクトルはcBNの吸収スペクトルに類似しており、一方Siのスペクトルは互いに全く異なっている。Raman散乱の選択則では中心対称性が重要であることが分かった。共鳴Raman散乱では、中間状態にある奇数フォノンを発光する格子緩和過程により選択則は部分的に破られる。