Magnetooptische Untersuchungen an Halbleitersystemen mit reduzierter Dimensionalität

Titelangaben

Fürst, Jens:
Magnetooptische Untersuchungen an Halbleitersystemen mit reduzierter Dimensionalität.
Bayreuth , 2004
( Dissertation, 2004 , Universität Bayreuth, Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik)

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Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der magnetooptischen Untersuchung von niedrigdimensionalen Halbleiterstrukturen, bestehend aus III-V und IV-VI Halbleiternsystemen. Als Vertreter der III-V Halbleiter stehen InAs Quantenpunktproben zur Verfügung. Die elektronischen Eigenschaften der InAs Quantenpunkte werden mit Hilfe von Photolumineszenz- und Hanle-Effekt-Messungen analysiert. Dabei wird der Einfluss einer Vielzahl von Probenparametern wie Dotierung und Zusammensetzung der Quantenpunkte sowie des Matrixmaterials auf die Elektronenspinlebenszeit untersucht. Grundlegende Analysen werden an dem ternären IV-VI Materialsystem PbSeTe durchgeführt. Bei der Entstehung von PbSe Quantenpunkten in PbEuTe Matrix ist es nicht auszuschließen, dass es an der Grenzfläche der Quantenpunkte und des Matrixmaterials zu Durchmischungen dieser beiden Materialien kommt und sich dadurch das System PbSeTe bildet. Deshalb werden die Bandparameter dieses Mischkristalls in einer Probenserie von reinem PbSe zu reinem PbTe mit Hilfe von Magnetotransmissionsmessungen und kohärenten anti-Stokes Ramanstreuung bestimmt. Zur Untersuchung der Emission von PbSe Quantenpunkten sind diese in einen vertikalen Resonator eingebracht. Das von diesen nulldimensionalen Systemen emittierte Licht wird mit der emittierten Strahlung von Resonatoren mit zweidimensionalen und dreidimensionalen aktiven Zonen verglichen. In weiteren Experimenten werden vertikal emittierende Laserstrukturen in einem Spektralbereich nahe 8 Mikrometer bei kontinuierlicher und gepulster Anregung untersucht. Dabei zeigen sich sehr schmale Emissionslinien. In einem longitudinalen Magnetfeld konnte aufgrund der kleinen Halbwertsbreite des emittierten Lichtes eine Aufspaltung beobachtet werden.

Abstract in weiterer Sprache

This work presents magneto-optical investigations on low dimensional III-V and IV-VI semiconductor systems. As a representative of III-V materials, InAs quantum dots are investigated by the use of photoluminescence and Hanle-effect measurements. The influence of doping and composition of the quantum dots as well as the matrix material on the electron spin lifetime will be discussed. Fundamental experiments on the ternary IV-VI system PbSeTe are presented. It is not clear if during growth of PbSe quantum dots in PbEuTe matrix a mixture of these two materials takes place and the surface of the PbSe quantum dots is covered with a layer of PbSeTe. Therefore firstly the band parameters of a series of samples from pure PbSe to pure PbTe are investigated by magneto-transmission and coherent anti-Stokes Ramanscattering measurements. The PbSe quantum dots are grown in a vertical resonator for increasing the emission of these structures. Thereby the emitted light of these zerodimensional structures is compared to the one of vertical resonators with two- and threedimensional active regions. In further experiments vertical cavity surface emitting laser structures for the spectral range of 8 micrometer were excited by continuous wave and pulsed radiation. The emission of these laser structures is compared under various conditions. So a splitting of the narrow emitted laser line is observed in a longitudinal magnetic field.