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Relaxation dynamics in photoexcited semiconductor quantum wells studied by time-resolved photoluminescenceZybell, Sabine 08 December 2015 (has links) (PDF)
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der Photoluminenzenzdynamik von Halbleiter-Quantentöpfen (Quantum Wells), die durch Anregung von Intraband-Übergängen mittels resonanter Laserpulse im mittleren Infrarot- und Terahertz-Spektralbereich verändert wird. Diese Zweifarbenexperimente wurden mit Hilfe eines optischen Aufbaus für zeitaufgelöste Photolumineszenzspektroskopie am Großgerät Freie-Elektronen Laser FELBE am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf realisiert. Zeitlich verzögert zur gepulsten optischen Anregung über die Bandlücke wurden Intersubband- oder Intraexziton-Übergänge in den Quantum Wells resonant angeregt.
Die dadurch erreichte Ladungsträgerumverteilung zeigt sich in einer deutlichen Verringerung der Photolumineszenzintensität zum Zeitpunkt des zweiten Anregepulses, die im Folgenden als Photolumineszenz-Quenching bezeichnet wird. Zunächst wird die Stärke des Photolumineszenz-Quenchings in Abhängigkeit der Polarisationsrichtung des midinfraroten Laserstrahls ausgewertet. Während die Absorption durch freie Ladungsträger für beide Polarisationsrichtungen nachweisbar ist, wird experimentell gezeigt, dass Intersubbandabsorption nur möglich ist, wenn ein Anteil der anregenden Strahlung senkrecht zur Quantum-Well-Ebene polarisiert ist.
Das Photolumineszenzsignal ist überwiegend an der energetischen Position der 1s-Exzitonresonanz unterhalb der Bandkante messbar. Die intraexzitonischen Übergangsenergien in Quantum Wells liegen typischerweise im Terahertzbereich. Unter intraexzitonischer 1s-2p Anregung erscheint auch auf dieser Energieskala ein abrupter Intensitätsverlust in der langsam abklingenden Photolumineszenztransiente. Erstmalig wurde im Photolumineszenzspektrum bei höheren Energien im Abstand der Terahertz-Photonenenergie ein zusätzliches 2s-Photolumineszenzsignal detektiert.
Eine detaillierte theoretische Beschreibung dieses Problems durch unsere Kooperationspartner Koch et al. von der Phillips-Universität Marburg zeigt, dass unter intraexzitonischer 1s-2p Anregung eine effziente Coulombstreuung zwischen den nahezu entarteten exzitonischen 2p- und 2s-Zuständen stattfindet. Während der 2p-Zustand optisch dunkel ist, kann die 2s-Population strahlend rekombinieren, was zu dem besagten 2s-Photolumineszenzsignal führt. Die Zeitkonstanten der untersuchten Ladungsträgerdynamik werden durch ein phänomenologisches Modell bestimmt, das die experimentellen Kurven sehr gut abbildet.
Es wird ein Ratengleichungsmodell eingeführt, bei dem die involvierten Zustände auf optisch helle und optisch dunkle Besetzungsdichten reduziert werden. Darüber hinaus werden mit einem modifizierten Versuchsaufbau die Terahertz-induzierten Photolumineszenzsignaturen von Magnetoexzitonen untersucht. Die Stärke des 1s-Photolumineszenz-Quenchings ändert sich dabei entsprechend der magnetoexzitonischen Übergänge, die im betrachteten Feldstärkebereich zwischen 0T und 7T liegen. Für Magnetfelder größer als 3T sind keine 2s-Photolumineszenzsignale mehr messbar, da durch das externe magnetische Feld die Entartung der 2p- und 2s-Zustände aufgehoben wird.
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Relaxation dynamics in photoexcited semiconductor quantum wells studied by time-resolved photoluminescenceZybell, Sabine 28 August 2015 (has links)
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der Photoluminenzenzdynamik von Halbleiter-Quantentöpfen (Quantum Wells), die durch Anregung von Intraband-Übergängen mittels resonanter Laserpulse im mittleren Infrarot- und Terahertz-Spektralbereich verändert wird. Diese Zweifarbenexperimente wurden mit Hilfe eines optischen Aufbaus für zeitaufgelöste Photolumineszenzspektroskopie am Großgerät Freie-Elektronen Laser FELBE am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf realisiert. Zeitlich verzögert zur gepulsten optischen Anregung über die Bandlücke wurden Intersubband- oder Intraexziton-Übergänge in den Quantum Wells resonant angeregt.
Die dadurch erreichte Ladungsträgerumverteilung zeigt sich in einer deutlichen Verringerung der Photolumineszenzintensität zum Zeitpunkt des zweiten Anregepulses, die im Folgenden als Photolumineszenz-Quenching bezeichnet wird. Zunächst wird die Stärke des Photolumineszenz-Quenchings in Abhängigkeit der Polarisationsrichtung des midinfraroten Laserstrahls ausgewertet. Während die Absorption durch freie Ladungsträger für beide Polarisationsrichtungen nachweisbar ist, wird experimentell gezeigt, dass Intersubbandabsorption nur möglich ist, wenn ein Anteil der anregenden Strahlung senkrecht zur Quantum-Well-Ebene polarisiert ist.
Das Photolumineszenzsignal ist überwiegend an der energetischen Position der 1s-Exzitonresonanz unterhalb der Bandkante messbar. Die intraexzitonischen Übergangsenergien in Quantum Wells liegen typischerweise im Terahertzbereich. Unter intraexzitonischer 1s-2p Anregung erscheint auch auf dieser Energieskala ein abrupter Intensitätsverlust in der langsam abklingenden Photolumineszenztransiente. Erstmalig wurde im Photolumineszenzspektrum bei höheren Energien im Abstand der Terahertz-Photonenenergie ein zusätzliches 2s-Photolumineszenzsignal detektiert.
Eine detaillierte theoretische Beschreibung dieses Problems durch unsere Kooperationspartner Koch et al. von der Phillips-Universität Marburg zeigt, dass unter intraexzitonischer 1s-2p Anregung eine effziente Coulombstreuung zwischen den nahezu entarteten exzitonischen 2p- und 2s-Zuständen stattfindet. Während der 2p-Zustand optisch dunkel ist, kann die 2s-Population strahlend rekombinieren, was zu dem besagten 2s-Photolumineszenzsignal führt. Die Zeitkonstanten der untersuchten Ladungsträgerdynamik werden durch ein phänomenologisches Modell bestimmt, das die experimentellen Kurven sehr gut abbildet.
Es wird ein Ratengleichungsmodell eingeführt, bei dem die involvierten Zustände auf optisch helle und optisch dunkle Besetzungsdichten reduziert werden. Darüber hinaus werden mit einem modifizierten Versuchsaufbau die Terahertz-induzierten Photolumineszenzsignaturen von Magnetoexzitonen untersucht. Die Stärke des 1s-Photolumineszenz-Quenchings ändert sich dabei entsprechend der magnetoexzitonischen Übergänge, die im betrachteten Feldstärkebereich zwischen 0T und 7T liegen. Für Magnetfelder größer als 3T sind keine 2s-Photolumineszenzsignale mehr messbar, da durch das externe magnetische Feld die Entartung der 2p- und 2s-Zustände aufgehoben wird.
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Fest-Flüssig Übergänge in Schüttgütern / Solid-Fluid Transitions in Wet Granular MaterialEbrahimnazhad Rahbari, Seyed Habibollah 29 May 2009 (has links)
No description available.
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Theoretische und numerische Untersuchungen zu morphologischen Übergängen beim RißwachstumMühle, Volker 29 January 2000 (has links) (PDF)
In dieser Arbeit wird die Strukturbildung beim Risswachstum im stationären und instationärem Temperaturfeld im Rahmen der linear-elastischen Bruchmechanik analysiert und numerisch mittels der Methode der finiten Elemente (FEM) untersucht. Die beim langsamen Eintauchen eines heißen schmalen Glasstreifens in kaltes Wasser mit wachsender Temperaturdifferenz oder Eintauchgeschwindigkeit beobachteten Übergänge zwischen keinem, einem geraden und einem oszillierenden Riss werden in ein morphologisches Diagramm eingetragen und die Art des Überganges zur oszillierenden Rissausbreitung bestimmt. Die theoretischen Ergebnisse werden mit Experimenten verschiedener Autoren verglichen. Gleichartige Untersuchungen werden für die Ausbreitung mehrerer Risse durchgeführt. Beim Abschrecken einer erwärmten breiten Probe entstehen hierarchisch geordnete Risslängenstrukturen. Das Skalenverhalten der Rissdichte in Abhängigkeit von der Risslänge wird untersucht. Die Theorie liefert ohne Fitparameter eine sehr gute Übereinstimmung mit dem Experiment. / This paper investigates the formation of crack patterns in stationary and transient temperature fields analytically with linear elastic fracture mechanics and numerically with the finite elements method (FEM). In particular, we consider the experimental situation of a narrow thin strip of hot glass slowly lowered into cold water, with temperature difference and velocity as variable parameters. The parameter regions of no crack, one straight crack and one oscillating crack are determined. The type of phase transition related to the borderline between straight and oscillating crack is characterized. The theoretical results are compared with those of other authors. Similar investigations and comparisions are done for the propagation of multiple cracks. Quenching of a wide thin strip leads to a hierarchy of cracks whose scaling properties are analyzed. Without any fitting, theory and experiment agree surprisingly well.
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Relativistic Density Functional Treatment of Magnetic AnisotropyZhang, Hongbin 23 November 2009 (has links) (PDF)
Spin-orbit coupling (SOC) reduces the spatial symmetry of ferromagnetic
solids. That is, the physical properties of ferromagnetic materials are anisotropic,
depending on the magnetization direction. In this thesis, by means of numerical calculations with full-relativistic density functional theory, we studied
two kinds of physical properties: surface magnetic anisotropy energy (MAE)
and anisotropic thermoelectric power due to Lifshitz transitions.
After a short introduction to the full-relativistic density functional theory in Chapter 2, the MAE of ferromagnetic thin films is studied in Chapter 3. For such systems, separation of different contributions, such as bulk
magnetocrystalline anisotropy (MCA) energy, shape anisotropy energy, and
surface/interface anisotropy energy, is crucial to gain better understanding
of experiments. By fitting our calculating results for thick slabs to a phenomenological model, reliable surface MAE could be obtained. Following
this idea, we have studied the MAE of Co slabs with different geometries,
focusing on the effects of orbital polarization correction (OPC). We found
that the surface anisotropy is mainly determined by the geometry. While
OPC gives better results of orbital moments, it overestimates the MAE.
In the second part of Chapter3, the effects of electric fields on the MAE
of L10 ferromagnetic thin films are studied. Using a simple model to simulate the electric field, our calculations are in good agreement with previous
experimental results. We predicted that for CoPt, even larger effects exist.
Moreover, we found that it is the amount of screening charge that determines
the magnetoelectric coupling effects. This gives us some clue about how to
achieve electric field control of magnetization direction.
In Chapter 4, Lifshitz transitions in L10 FePt caused by a canted magnetic field are studied. We found several Lifshitz transitions in ordered FePt
with tiny features in DOS. Using a two-band model, it is demonstrated that
at such transitions, the singular behaviour of kinetic properties is due to the
interband scattering, and the singularity itself is proportional to the derivative of the singular DOS. For FePt, such singularity will be smeared into
anomaly by chemical disorder. Using CPA, we studied the effects of energy
level broadening for the critical bands in FePt. We found that for experimentally available FePt thin films, Lifshitz transitions would induce up to a
3% increase of thermopower as the magnetization is rotated from the easy
axis to the hard axis. / Spin-Bahn-Kopplung reduziert die Symmetrie ferromagnetischer Festkörper.
Das bedeutet, dass die physikalischen Eigenschaften ferromagnetischer Stoffe
anisotrop bezüglich der Magnetisierungsrichtung sind. In dieser Dissertation
werden mittels numerischer voll-relativistischer Dichtefunktional-Rechnungen
zwei Arten physikalischer Eigenschaften untersucht: magnetische Oberflächen-Anisotropieenergie (MAE) und anisotrope Thermokraft durch Lifshitz-Übergänge.
Nach einer kurzen Einführung in die relativistische Dichtefunktional-Theorie
in Kapitel 2 wird in Kapitel 3 die MAE ferromagnetischer dünner Filme
untersucht. In diesen Systemen ist es für ein Verständnis experimenteller
Ergebnisse wichtig, verschiedene Beiträge zu separieren: Volumenanteil der
magnetokristallinen Anisotropie (MCA), Formanistropie und Oberflächen bzw.
Grenzflächenanisotropie. Durch Anpassen berechneter Daten für dicke
Schichten an ein phänomenologisches Modell konnten verlässliche Oberflächen
Anisotropien erhalten werden. In dieser Weise wurde die MAE von Co-
Schichten mit unterschiedlichen Geometrien untersucht, wobei der Einfluss
von Orbitalpolarisations-Korrekturen (OPC) im Vordergrund stand. Es wurde
gefunden, dass die Oberflächenanisotropie hauptsächlich von der Geometrie
bestimmt wird. Während OPC bessere Ergebnisse für die Orbitalmomente
liefert, wird die MAE überschätzt.
Im zweiten Teil von Kapitel 3 wird der Einfluss elektrischer Felder auf die
MAE von dünnen ferromagnetischen Filmen mit L10-Struktur untersucht.
Unter Verwendung eines einfachen Modells zur Simulation des elektrischen
Feldes liefern die Rechnungen gute Übereinstimmung mit vorliegenden experimentellen
Ergebnissen. Es wird vorhergesagt, dass für CoPt ein noch
größerer Effekt existiert. Weiterhin wurde gefunden, dass die magnetoelektrische
Kopplung von der Größe der Abschirmladung bestimmt wird.
Dies ist eine wichtige Einsicht, um die Magnetisierungsrichtung durch ein
elektrisches Feld kontrollieren zu können.
In Kapitel 4 werden Lifshitz-Übergänge untersucht, die ein gekantetes
Magnetfeld hervorruft. Es wurden mehrere Lifshitz-Übergänge in geordnetem
FePt gefunden, welche kleine Anomalien in der Zustandsdichte hervorrufen.
Mit Hilfe eines Zweiband-Modells wird gezeigt, dass an solchen
Übergängen das singuläre Verhalten kinetischer Eigenschaften durch Interband-
Streuung verursacht wird und dass die Singularität proportional zur Ableitung
der singulären Zustandsdichte ist. In FePt wird durch chemische Unordnung
diese Singularität zu einer Anomalie verschmiert. Der Einfluss einer Verbreiterung
der Energieniveaus der kritischen Bänder in FePt wurde mittels CPA
untersucht. Es wurde gefunden, dass in experimentell verfügbaren dünnen FePt-Filmen Lifshitz-Übergänge bis zu 3% Erhöhung der Thermokraft erzeugen,
wenn die Magnetisierung von der leichten in die harte Richtung gedreht
wird.
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Theoretische und numerische Untersuchungen zu morphologischen Übergängen beim RißwachstumMühle, Volker 15 February 2000 (has links)
In dieser Arbeit wird die Strukturbildung beim Risswachstum im stationären und instationärem Temperaturfeld im Rahmen der linear-elastischen Bruchmechanik analysiert und numerisch mittels der Methode der finiten Elemente (FEM) untersucht. Die beim langsamen Eintauchen eines heißen schmalen Glasstreifens in kaltes Wasser mit wachsender Temperaturdifferenz oder Eintauchgeschwindigkeit beobachteten Übergänge zwischen keinem, einem geraden und einem oszillierenden Riss werden in ein morphologisches Diagramm eingetragen und die Art des Überganges zur oszillierenden Rissausbreitung bestimmt. Die theoretischen Ergebnisse werden mit Experimenten verschiedener Autoren verglichen. Gleichartige Untersuchungen werden für die Ausbreitung mehrerer Risse durchgeführt. Beim Abschrecken einer erwärmten breiten Probe entstehen hierarchisch geordnete Risslängenstrukturen. Das Skalenverhalten der Rissdichte in Abhängigkeit von der Risslänge wird untersucht. Die Theorie liefert ohne Fitparameter eine sehr gute Übereinstimmung mit dem Experiment. / This paper investigates the formation of crack patterns in stationary and transient temperature fields analytically with linear elastic fracture mechanics and numerically with the finite elements method (FEM). In particular, we consider the experimental situation of a narrow thin strip of hot glass slowly lowered into cold water, with temperature difference and velocity as variable parameters. The parameter regions of no crack, one straight crack and one oscillating crack are determined. The type of phase transition related to the borderline between straight and oscillating crack is characterized. The theoretical results are compared with those of other authors. Similar investigations and comparisions are done for the propagation of multiple cracks. Quenching of a wide thin strip leads to a hierarchy of cracks whose scaling properties are analyzed. Without any fitting, theory and experiment agree surprisingly well.
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Relativistic Density Functional Treatment of Magnetic AnisotropyZhang, Hongbin 09 October 2009 (has links)
Spin-orbit coupling (SOC) reduces the spatial symmetry of ferromagnetic
solids. That is, the physical properties of ferromagnetic materials are anisotropic,
depending on the magnetization direction. In this thesis, by means of numerical calculations with full-relativistic density functional theory, we studied
two kinds of physical properties: surface magnetic anisotropy energy (MAE)
and anisotropic thermoelectric power due to Lifshitz transitions.
After a short introduction to the full-relativistic density functional theory in Chapter 2, the MAE of ferromagnetic thin films is studied in Chapter 3. For such systems, separation of different contributions, such as bulk
magnetocrystalline anisotropy (MCA) energy, shape anisotropy energy, and
surface/interface anisotropy energy, is crucial to gain better understanding
of experiments. By fitting our calculating results for thick slabs to a phenomenological model, reliable surface MAE could be obtained. Following
this idea, we have studied the MAE of Co slabs with different geometries,
focusing on the effects of orbital polarization correction (OPC). We found
that the surface anisotropy is mainly determined by the geometry. While
OPC gives better results of orbital moments, it overestimates the MAE.
In the second part of Chapter3, the effects of electric fields on the MAE
of L10 ferromagnetic thin films are studied. Using a simple model to simulate the electric field, our calculations are in good agreement with previous
experimental results. We predicted that for CoPt, even larger effects exist.
Moreover, we found that it is the amount of screening charge that determines
the magnetoelectric coupling effects. This gives us some clue about how to
achieve electric field control of magnetization direction.
In Chapter 4, Lifshitz transitions in L10 FePt caused by a canted magnetic field are studied. We found several Lifshitz transitions in ordered FePt
with tiny features in DOS. Using a two-band model, it is demonstrated that
at such transitions, the singular behaviour of kinetic properties is due to the
interband scattering, and the singularity itself is proportional to the derivative of the singular DOS. For FePt, such singularity will be smeared into
anomaly by chemical disorder. Using CPA, we studied the effects of energy
level broadening for the critical bands in FePt. We found that for experimentally available FePt thin films, Lifshitz transitions would induce up to a
3% increase of thermopower as the magnetization is rotated from the easy
axis to the hard axis. / Spin-Bahn-Kopplung reduziert die Symmetrie ferromagnetischer Festkörper.
Das bedeutet, dass die physikalischen Eigenschaften ferromagnetischer Stoffe
anisotrop bezüglich der Magnetisierungsrichtung sind. In dieser Dissertation
werden mittels numerischer voll-relativistischer Dichtefunktional-Rechnungen
zwei Arten physikalischer Eigenschaften untersucht: magnetische Oberflächen-Anisotropieenergie (MAE) und anisotrope Thermokraft durch Lifshitz-Übergänge.
Nach einer kurzen Einführung in die relativistische Dichtefunktional-Theorie
in Kapitel 2 wird in Kapitel 3 die MAE ferromagnetischer dünner Filme
untersucht. In diesen Systemen ist es für ein Verständnis experimenteller
Ergebnisse wichtig, verschiedene Beiträge zu separieren: Volumenanteil der
magnetokristallinen Anisotropie (MCA), Formanistropie und Oberflächen bzw.
Grenzflächenanisotropie. Durch Anpassen berechneter Daten für dicke
Schichten an ein phänomenologisches Modell konnten verlässliche Oberflächen
Anisotropien erhalten werden. In dieser Weise wurde die MAE von Co-
Schichten mit unterschiedlichen Geometrien untersucht, wobei der Einfluss
von Orbitalpolarisations-Korrekturen (OPC) im Vordergrund stand. Es wurde
gefunden, dass die Oberflächenanisotropie hauptsächlich von der Geometrie
bestimmt wird. Während OPC bessere Ergebnisse für die Orbitalmomente
liefert, wird die MAE überschätzt.
Im zweiten Teil von Kapitel 3 wird der Einfluss elektrischer Felder auf die
MAE von dünnen ferromagnetischen Filmen mit L10-Struktur untersucht.
Unter Verwendung eines einfachen Modells zur Simulation des elektrischen
Feldes liefern die Rechnungen gute Übereinstimmung mit vorliegenden experimentellen
Ergebnissen. Es wird vorhergesagt, dass für CoPt ein noch
größerer Effekt existiert. Weiterhin wurde gefunden, dass die magnetoelektrische
Kopplung von der Größe der Abschirmladung bestimmt wird.
Dies ist eine wichtige Einsicht, um die Magnetisierungsrichtung durch ein
elektrisches Feld kontrollieren zu können.
In Kapitel 4 werden Lifshitz-Übergänge untersucht, die ein gekantetes
Magnetfeld hervorruft. Es wurden mehrere Lifshitz-Übergänge in geordnetem
FePt gefunden, welche kleine Anomalien in der Zustandsdichte hervorrufen.
Mit Hilfe eines Zweiband-Modells wird gezeigt, dass an solchen
Übergängen das singuläre Verhalten kinetischer Eigenschaften durch Interband-
Streuung verursacht wird und dass die Singularität proportional zur Ableitung
der singulären Zustandsdichte ist. In FePt wird durch chemische Unordnung
diese Singularität zu einer Anomalie verschmiert. Der Einfluss einer Verbreiterung
der Energieniveaus der kritischen Bänder in FePt wurde mittels CPA
untersucht. Es wurde gefunden, dass in experimentell verfügbaren dünnen FePt-Filmen Lifshitz-Übergänge bis zu 3% Erhöhung der Thermokraft erzeugen,
wenn die Magnetisierung von der leichten in die harte Richtung gedreht
wird.
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Untersuchungen an auf InP basierenden Halbleitern mit sub-ps ResponsezeitenBiermann, Klaus 23 July 2007 (has links)
Inhalt der Arbeit sind Untersuchungen zu mit der Molekularstrahlepitaxie (MBE) realisierten Materialkonzepten für ultra-schnelle Anwendungen in der Photonik. Nominell undotierte und Be dotierte GaInAs/AlInAs Vielfach-Quantenfilm Strukturen (MQW) wurden auf semi-isolierenden InP Substraten bei Wachstumstemperaturen bis zu 100°C mittels MBE (LT-MBE) abgeschieden. Untersucht wurden die kristallinen, elektrischen und optischen Eigenschaften dieser Schichtstrukturen im unbehandelten und ausgeheilten Zustand. Die elektrischen und optischen Eigenschaften der LT-MQWs sind auf Zustände nahe der Leitungsbandkante von GaInAs zurückzuführen. Die Dynamik der Ladungsträgerrelaxation wurde durch Anrege- und Abtastexperimente bestimmt. Messungen der differentiellen Transmission mit zusätzlicher Dauerstrichanregung, sowie Messungen mit zwei kurz aufeinander folgenden Anregepulsen, belegen das Potential von Be dotierten unbehandelten (ausgeheilten) LT GaInAs/AlInAs MQW Strukturen für die Verwendung in optischen Schaltern mit Schaltfrequenzen in der Größenordnung von 1 Tbit/s (250 Gbit/s). Die spannungsinduzierten Änderung der Interband-Transmission von Quantenkaskadenlaser (QCL) im gepulsten Betrieb wurde anhand von 8 Band k*p Berechnungen analysiert. Die Auswirkungen unterschiedlicher Ladungsträgerverteilungen und Probenerwärmung sind gegenüber dem dominierenden Effekt des elektrischen Feldes auf die Interband Transmission zu vernachlässigen. Der Einfluss von MBE Wachstumsparameter auf die Grenzflächenqualität von AlAsSb/GaInAs Heterostrukturen wurde anhand von Hall Messungen, temperatur- und intensitätsabhängigen PL Messungen, spektralen Messungen der Interband- und Intersubbandabsorption bestimmt. Bandstruktur-Näherungsrechnungen ermöglichten, den Einfluss von In Segregation und Sb Diffusion auf die Intersubbandabsorption zu analysieren. Intersubband Übergänge bei Wellenlängen von ca. 1800 nm (1550 nm) wurden in MQW (gekoppelten QW) Strukturen realisiert. / The present work describes investigation of new material concepts accomplished using molecular-beam-epitaxy (MBE) growth for application in ultra-fast photonic components. Nominally undoped and Be doped GaInAs/AlInAs multiple-quantumwell structures (MQW) were grown by MBE at growth temperatures down to 100 °C (LT-MBE) on semi-insulating InP substrates. Crystalline, electric and optical properties of as-grown and annealed structures were investigated. Energy states near the conduction band of GaInAs determine the electrical and optical properties of LT-MQWs. The dynamics of charge carrier relaxation was studied by means of pump and probe experiments. Measurements of the differential transmission when excited by an additional cw laser and measurements utilizing two closely sequenced pump pulses support the capability of Be doped as-grown (annealed) LT GaInAs/AlInAs MQW structures for use in optical switches at switching frequencies in the 1 Tbit/s (250 Gbit/s) range. The voltage-induced change of interband transmission of InP based quantum-cascade-lasers (QCL) during pulsed mode operation was analyzed by means of 8 band k*p calculations. The impacts of varying charge carrier distributions and of electrically heated samples can be neglected compared to the dominating effect of the electrical field on the interband transmission. The impact of MBE growth parameters on the interface quality of AlAsSb/ GaInAs heterostructures were determined by means of Hall measurements, temperature- and intensity-dependent PL measurements and spectral measurements of the interband- and intersubband-absorption. The impact of In segregation and Sb diffusion on the intersubband absorption was analyzed on the basis of bandstructure calculations. Intersubband transitions at wavelengths of about 1800 nm (1550 nm) were successfully achieved in MQW (coupled QW) structures.
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Untersuchung der lokalen strukturellen und elektronischen Eigenschaften von Fe-GaAs Schottky-Kontakten mit atomar aufgelöster Raster-Tunnel-Mikroskopie in Querschnittsgeometrie / Investigation of the structural and local electronic properties of Fe-GaAs Schottky contacts with atomically resolved Scanning Tunneling Microscopy in Cross-sectional configurationWinking, Lars-Helge 29 January 2009 (has links)
No description available.
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