Aufbau einer gepulsten Quelle polarisierter Elektronen - Institut für ...

2.1 Die Erzeugung des polarisierten Elektronenensembles 17
2.1.4 Höhere Polarisationsgrade
Aus experimentellen Gründen ist eine Steigerung der durch die Entartung des
Γ 8 -Niveaus bedingten maximalen Polarisation von 50 % wünschenswert. Alle
heutigen Ansätze versuchen dieses durch die Brechung der kubischen Symmetrie
des Kristallaufbaus zu erreichen. Verzerrt man die Einheitszelle entlang einer
Kristallachse, erhält man eine tetragonale Struktur. Die Darstellungen der tetragonalen
Drehgruppe sind maximal zweidimensional, daher existieren höchstens
zweifach entartete Elektronenzustände. Die Aufspaltung der p-Terme stimmt für
l=1 vollkommen mit der gewöhnlichen Starkeffektaufspaltung im homogenen Feld
überein [24]. Neben der Störung der Symmetrie durch Erzeugung eines Übergitters
(a)
c
uniaxiale
Deformation
c
a
b
a
b
(b)
-1/2 +1/2
s
1/2
Leitungsband
σ +
σ -
20-50 meV
p
3/2
-3/2
-1/2 +1/2
+3/2
Valenzband
p 1/2
-1/2 +1/2
Abbildung 2.4: (a) Die Verzerrung des Gitters entlang der c-Achse und (b) die daraus resultierende
Aufspaltung der Valenzbandzustände.
(Superlattice) aus verschiedenen Materialien gleicher Gitterkonstante (z. B. GaAs
und AlGaAs [28]) können auch Halbleiter verwendet werden, die von sich aus
schon tetragonale Einheitszellen besitzen (Chalkopyrite) [29].
Die heute am weitesten entwickelte Technik der Strained Layer Photokathoden
[30, 31] beruht auf dem epitaktischen Aufbringen einer 100 bis 200 nm starken