View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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6.1 Lichtlokalisierungen in Dünnschichtsystemen 91<br />
großes Feld gezeigt. Die Intensität ist auf den Mittelwert der NSOM-Messung<br />
normiert und die Kartierung der Krater ist zur besseren Orientierung zusätzlich<br />
eingezeichnet. Es ist zu erkennen, dass Bereiche existieren, deren Mittelwert<br />
den Mittelwert der gesamten Messung um 30 % übersteigt (weiße Areale). Des<br />
Weiteren sind auch andere Bereiche auf der Oberfläche zu erkennen, deren<br />
Intensität deutlich unterhalb des Mittelwerts liegen (schwarz/dunkelrote Areale).<br />
Damit zeigt sich, dass die Verteilung der transmittierten Lichtintensität sehr<br />
inhomogen ist. Eine erhöhte lokale Transmission lässt zwei mögliche Szenarien zu.<br />
Zum einen kann eine erhöhte lokale Transmission bedeuten, dass dort deutlich<br />
mehr Licht lokalisiert ist. Mehr lokalisiertes Licht bedeutet aber auch, dass<br />
mehr Licht zur Absorption zur Verfügung steht. Zum anderen könnte eine<br />
erhöhte lokale Transmission aber auch bedeuten, dass in diesen Bereichen kaum<br />
Absorption stattfindet und die meiste Lichtintensität die a-Si:H-Schicht ungenutzt<br />
verlässt. Letzteres Szenario wird durch die FDTD-Simulationen nicht bestätigt.<br />
Dennoch schließen beide Fälle nicht aus, dass eine optimale, also gleichmäßige,<br />
Verteilung des Lichts, bzw. eine effiziente Lichtführung, die Absorption erheblich<br />
verbessern wird. In Abb. 6.8(c) ist eine entsprechende Mittelung des evaneszenten<br />
Anteils dargestellt. Auch hier ist zu erkennen, dass Bereiche existieren, deren<br />
lokaler Beitrag zum evaneszenten Anteil geringer ist als andere. Damit tragen<br />
einige Kraterstrukturen mehr zur Lichtführung bei. Zwei Kraterbereiche sind in<br />
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(a)<br />
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(b)<br />
Abbildung 6.8: (a) Topographie der 10 μm × 10 μm großen stochastisch texturierten Oberfläche<br />
mit einer 200 nm dicken a-Si:H-Schicht aus Abb. 6.7(a) mit einer<br />
Kartierung identifizierbarer Krater; (b) über 30 × 30 Pixel gemittelte<br />
Intensität der NSOM-Messung aus Abb. 6.7(b) bei einer Wellenlänge<br />
von 780 nm; (c) entsprechende Mittelung des evaneszenten Anteils aus<br />
Abb. 6.7(e). Die weiß hervorgehobenen Kraterbereiche werden im Folgenden<br />
diskutiert. Die Kartierung der Krater ist zur Orientierung in die<br />
NSOM-Bilder integriert. Die Intensität ist normiert auf den Mittelwert<br />
der NSOM-Messung.<br />
der Abbildung durch eine weiße Umrandung exemplarisch hervorgehoben. Beide<br />
Krater sind in etwa gleich groß, dennoch ist der evaneszente Anteil im einen<br />
Krater größer als im anderen. Damit ist festzustellen, dass eine stochastisch<br />
texturierte Oberfläche lokal optische Unterschiede aufweist. Diese Unterschiede<br />
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(c)<br />
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