Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Montag
HL 12.7 Mo 16:30 Poster A
Intrinsic Defect Levels in Epitaxial CuGaS2 on Si(111) — •J.
Eberhardt 1 , J. Cieslak 1 , R. Goldhahn 2 , Th. Hahn 1 , H. Metzner
1 , U. Reislöhner 1 , and W. Witthuhn 1 — 1 Friedrich-Schiller-
Universität Jena, Institut für Festkörperphysik, Max-Wien-Platz 1, 07743
Jena — 2 Institut für Physik, TU Ilmenau, PF 100565, 98684 Ilmenau
The chalcopyrite semiconductor CuGaS2 (CGS) with its direct band
gap of Egap=2.5eV (T=5K) is a promising wide-band gap material for
photovoltaic applications such as tandem solar cells. However, the performance
of these devices depends cruically on the intrisic defects in CGS
responsible for its electrooptical properties.
In this work, photoluminesence (PL) measurements were performed
on thin CGS films which were grown epitaxially on Si(111) by means of
Molecular Beam Deposition (MBE).
Excitonic emissions were observed throughout the whole covered temperature
range from 5 to 300 K. Additionally emissions related to shallow
defect levels were detected between 2.35 and 2.45eV at low temperatures.
Based on the identification of two free-to-bound and the two
related donor-acceptor transitions, a model for intrinsic defect levels in
CGS including one shallow donor and two acceptor states is proposed.
HL 12.8 Mo 16:30 Poster A
Application of the steady-state photocarrier grating technique
to polymorphous silicon — •Nacera Souffi and Rudolf
Brüggemann — Institut für Physik, Carl von Ossietzky Universität
Oldenburg
The steady-state photocarrier grating (SSPG) technique has become a
standard tool for the characterisation of the minority carrier properties in
amorphous silicon. We apply the technique to a similar thin-film semiconductor,
labelled polymorphous silicon. Polymorphous silicon is discussed
as an alternative to amorphous silicon in photovolatic applications. Values
for the minority carrier diffusion length in polymorphous silicon are
in the range between 170 and 250 nm, comparable to high-quality amorphous
silicon. In this contribution we detail the strong dependence of the
diffusion-length value on the photogeneration rate and relate this dependence
to features in the density-of-states (DOS) profile, which we discuss
in comparison with the DOS in amorphous silicon.
HL 12.9 Mo 16:30 Poster A
Developing design criteria for phase change alloys — •Daniel
Severin, Daniel Wamwangi, Mengbo Luo, and Matthias Wuttig
— I. Physikalisches Institut IA, RWTH-Aachen
Phase change materials that are based upon the reversible switching
between an amorphous and a crystalline state are widely used as
rewritable data storage media. This work constitutes the ongoing search
to establish selection criteria for new phase change alloys. The role of the
average number of s and p valence electrons in structure formation is examined
for a series of chalcogenide alloys: AgInTe2, AgSnTe2, AgSbTe2,
AuInTe2, AuSnTe2 and AuSbTe2. Our results have shown that the chalcopyrite
based AgInTe2 and AuInTe2 alloys have low optical contrast
between the amorphous and crystalline state. This also correlates with
the low density change of about 2 percent. The low optical contrast renders
these materials unsuitable for phase change applications. On the
other hand, it has been observed that the remaining alloys show a 6
fold coordination. They also have a high density change (larger than 4
percent) and show sufficient optical contrast. A closer look at the alloys
which have a metastable NaCl structure reveals that their average
number of s and p valence electrons is larger than 4. This suggests, that
a simple selection criterion has been found which should facilitate the
identification of suitable new phase change alloys.
HL 12.10 Mo 16:30 Poster A
Optical properties of Zn1−xMnxSe studied by spectroscopic ellipsometry
— •J. Kvietkova 1 , B. Daniel 1 , M. Hetterich 1 , M.
Schubert 2 , D. Spemann 2 , D. Litvinov 3 , and D. Gerthsen 3 —
1 Institut für Angewandte Physik and Center for Functional Nanostructures
(CFN), Universität Karlsruhe, D-76131 Karlsruhe — 2 Institut für
Experimentelle Physik II, Fakultät für Physik und Geowissenschaften,
Universität Leipzig, D-04103 Leipzig — 3 Laboratorium für Elektronenmikroskopie
and CFN, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe
The ternary diluted magnetic semiconductor ZnMnSe is a suitable candidate
for the use in optoelectronic devices either as a spin aligner or a
waveguide layer. We study the optical properties of cubic Zn1−xMnxSe
thin films grown on GaAs (001) substrates by molecular-beam epitaxy.
We present the complex dielectric function obtained by variable-angle
spectroscopic ellipsometry in the photon energy range from 0.75 to 4.5 eV
using the point-by-point inversion approach. A critical-point parametric
model was employed to fit the experimental data for photon energies between
0.75 and 3.3 eV, which led to an excellent agreement. The best-fit
model calculation parameters are given for ZnSe as well as for Mn contents
of 13.6% and 21%. The below-band-gap index of refraction is well
represented by a simple Cauchy dispersion formula.
HL 12.11 Mo 16:30 Poster A
Verstärkungseigenschaften von Ferninfrarotantennen —
•Steffen Groth, André Wirthmann, Carsten Zehnder,
Christian Heyn, Detlef Heitmann und Can-Ming Hu —
Institut für Angewandte Physik und Mikrostrukturzentrum, Universität
Hamburg, Jungiusstraße 11, 20355 Hamburg
Bei der Spektroskopie von einzelnen Nanostrukturen mit Strahlung im
Terahertz-bereich treten zwei technische Schwierigkeiten auf: die kleine
Absorptionsfläche und die geringe Intensität der vorhandenen Lichtquellen.
Es ist daher vorteilhaft, die Intensität des vorhandenen Lichtes im
Bereich der Nanostruktur zu erhöhen. Mit Hilfe von unterschiedlichen
breitbandigen Antennentypen auf InAs- und GaAs-Heterostrukturen
wurde die Fokussierung des Lichtes untersucht. Besonderes Augenmerk
wurde hierbei auf die Verstärkungseigenschaften von verschiedenen
planaren Antennen, wie zum Beispiel der Log-Periodischen- und der
Bowtie-Antenne gelegt. Diese wurden direkt auf die Oberfläche der Heterostruktur
aufgedampft. Zu ihrer Charakterisierung wurden mit einem
Ferninfrarot-Spektrometer spektralaufgelöste und spektralintegrierte
Photoleitungsmessungen der Zyklotronresonanz eines zweidimensionalen
Elektronengases an einem 50 µm breiten Hallbar im Fokus der Antenne
in einem Magnetfeld von 0 T bis 8 T und einer Temperatur von 4,2 K
durchgeführt. Als Referenz dienten Messungen an nicht von der Antenne
verstärkten Abschnitten des selben Hallbars. Als weitere Parameter
wurde der laterale Abstand zwischen Antenne und Hallbar verändert
und durch verschieden tiefes Ätzen die Distanz zwischen den Ebenen
des 2DEG und der planaren Antenne variiert.
HL 12.12 Mo 16:30 Poster A
µ-Photolumineszenzspektroskopie der Resonanzfluoreszenz aus
Quantenpunkten — •Rico Schwartz, Daniel Schwedt und
Heinrich Stolz — Universität Rostock, Fachbereich Physik, AG
Halbleiterphysik, Universitätsplatz 3, 18051 Rostock
Die Untersuchung der Resonanzfluoreszenz aus Quantenpunkten mittels
µ-Photolumineszenzspektroskopie ist aufgrund des dominierenden
Anteils der Rayleigh-Streuung noch ein offenes Problem. Bisherige Experimente
gingen daher immer von nicht resonanter Anregung aus (z. B.
[1]).
Die räumliche Separation von Anregungs- und Detektionskanal erlaubt
uns effiziente Streulichtunterdrückung, so daß wir hier über erste Experimente
berichten können.
[1] Michler, P. and Kiraz, A. and Becher, C. and Schoenfeld, W. V. and
Petroff, P. M. and Lidong Zhang and Hu, E. and Imamoglu, A.; Science
290, 2282 (2000).
HL 12.13 Mo 16:30 Poster A
Elektron-Phonon-Wechselwirkung in InAs-Antidots — •Ch.
Menk, K. Bittkau, Ch. Heyn, D. Heitmann und C.-M. Hu —
Institut für Angewandte Physik, Universität Hamburg, 20355 Hamburg
Wir haben Photoleitung an einem InAs 2DES mit mäanderförmigen
Hallbar durchgeführt, in den mittels holographischer Lithographie und
chemischen Nassätzen Antidots mit einem Durchmesser von 200 nm und
einer Gitterkonstante von 800 nm erzeugt wurden. Mit einem Fourier-
Spektrometer wurden für Temperaturen von 1,5 K bis 10 K spektral
aufgelöste Messungen in Magnetfeldern von 0 bis 12 T durchgeführt.
Es werden Magnetoplasmonen und Edge-Magnetoplasmonen beobachtet.
Das Magnetoplasmon lässt sich in hohen Magnetfeldern durch die
Reststrahlenbande tunen. Durch die Auswirkungen der Phononen zeigen
die Intensitäten des Photoleitungssignals der Plasmonen eine andere
Temperaturabhängigkeit als die der unbeeinflussten Plasmonen in niedrigen
Magnetfeldern.
Desweiteren haben wir Absorptionsrechnungen durchgeführt. Durch
Vergleich mit den Messungen zeigt sich, dass sowohl Polaronkopplung
als auch dielektrische Effekte wichtig sind.