Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Dienstag
HL 20.7 Di 16:45 H17
Nonlinear Wave Interaction Processes in Photonic Crystals —
•Lasha Tkeshelashvili 1 , Jens Niegemann 1 , and Kurt Busch 1,2 —
1 Institut für Theorie der Kondensierten Materie, Universität Karlsruhe
— 2 School of Optics/CREOL and Department of Physics, University of
Central Florida, Orlando, USA
We show that nonlinear wave interaction processes in Photonic Crystals
exhibit certain peculiar properties which originate from the rich photonic
band structure of such systems. These include the creation and manipulation
of gap solitons in defect-free systems as well as the trapping
of solitons at defect sites. In view of applications of these phenomena
in all-optical logic elements, we emphasize that the stability of solitary
waves in these systems is very important.
HL 20.8 Di 17:00 H17
Nanopillars photonic crystal waveguides — •Dmitry Chigrin,
Andrei Lavrinenko, and Clivia Sotomayor Torres — Institute
of Materials Science and Department of Electrical, Information and Media
Engineering, University of Wuppertal, D-42097 Wuppertal, Germany
Photonic crystals (PhCs) are known for offering some new options to
control the flow of light. PhC waveguide (PCW) is one example of PhCs
application. In PCW, light confinement is due to a complete photonic
bandgap. In this work, we present a novel type of PCW, which consists
of a several rows of periodically placed dielectric cylinders. In such a
structure, light confinement is due to the total internal reflection, while
guided modes dispersion is strongly affected by waveguide periodicity.
A single row of periodically placed dielectric cylinders acts as a sin-
HL 21 II-VI Halbleiter II
gle mode waveguide. By adding new rows of cylinders, one transforms a
single-row waveguide into a coupled waveguide array. Guided modes, a
number of which is equal to the number of waveguide in the array, are
bounded by lowest bands of infinite 2D PhC, possessing unique dispersion
and being nearly equidistant.
In this work, factors playing the major role in tuning frequency positions
and separation of guided modes are analyzed. The possibilities of
the specific mode excitation and application of a nanopillars PCW as a
laser cavity are discussed.
HL 20.9 Di 17:15 H17
Light control mediated by electron-hole transport in GaAs photonic
cavities — •M. M. de Lima, Jr., R. Hey, J. A. H. Stotz,
and P. V Santos — Paul-Drude-Institut, Berlin
Most investigations concerning photonic structures have addressed the
control of light flow by structuring a dielectric medium. We demonstrate
an alternative concept for photon control based on the manipulation of
photogenerated electron-hole pairs by surface acoustic waves (SAWs) in
photonic structures. Specifically, photogenerated carriers in a microcavity
containing (In,Ga)As quantum wells are transported over long distances
(> 100 µm) at room temperature by the SAW piezoelectric field. The
photons are then retrieved after the transport by inducing electron-hole
recombination. The important aspect is that the recombination (and thus
the photon emission) sites are determined by a switch composed of orthogonal
SAW beams, which can be used as a basic control gate for
optical information processing based on ambipolar transport.
Zeit: Dienstag 15:15–16:45 Raum: H13
HL 21.1 Di 15:15 H13
Spinflip-Raman-Messungen an dotierten semimagnetischen
ZnMnSe-Proben — •M. Lentze 1 , D. Wolverson 2 , P. Grabs 1 , D.
Keller 1 und J. Geurts 1 — 1 Physikalisches Institut der Universität
Würzburg, EP III, Am Hubland, D-97074 Würzburg — 2 University of
Bath, Dep. of Physics, Bath BA2 7AY, UK
Semimagnetische Materialien stellen einen wichtigen Baustein
der neuen spinbasierten Informationstechnologie ( ” Spintronics“).
Schwerpunkt unserer Arbeiten bilden Manganhaltige ZnSe Proben:
volumenartige BeZnMnSe-Epitaxieschichten mit Elektronenkonzentrationen
zwischen 10 17 cm −1 und 10 19 cm −1 und modulationsdotierte
BeZnSe/ZnMnSe-Quantentröge mit einem zweidimensionalen Elektronengas.
Die Quantentrogbreite liegt dabei zwischen 50 nm und 10
nm. Durch die Analyse der Ramansignale erhält man Aufschluss über
die Mn-Konzentration, die effektiven g-faktoren sowie die Spinpolarisation.
Durch Messungen unter verschiedenen Einfallswinkeln des
Laserlichts wurde der Impulsübertrag der Ramanstreuung variiert.
Hierbei sind Rückschlüsse auf die Spinpolarisation der Proben möglich.
Die angeführten Untersuchungen wurden an extrem hochdotierten
Proben durchgeführt. Die optische Charakterisierung bildet somit
einen unverzichtbaren Bestandteil der Spintronic. Weiterhin sind bei
einigen Proben Anisotropien des Spinflip-Signals unter verschiedenen
Winkeln beobachtbar. Untersuchungen der Halbwertsbreite der Signale
in Abhängigkeit der Anregungsenergie zeigen weiterhin eine inhomogene
Verbreiterung.
HL 21.2 Di 15:30 H13
Stabilisierung von ZnSe-basierenden Laserdioden durch Einführung
spannungskompensierender Barrieren — •Arne Gust,
Matthias Klude, Akio Ueta, Elena Roventa und Detlef Hommel
— Institut für Festkörperphysik, Universität Bremen, Otto-Hahn-
Allee NW1, 28359 Bremen
Die Verwendung von CdZnSSe-Quantentrögen in ZnSe-basierenden
Laserdioden ermöglicht durch Variation des Cd-Gehaltes eine Laseremission
im gelb-grünen Spektralbereich. Die Lebensdauer wird jedoch
signifikant durch die Stabilität der Quantentröge beeinflusst und ist derzeit
auf einige hundert Stunden begrenzt [1].
Ein Hauptgrund hierfür ist die hohe kompressive Spannung im Gebiet
der aktiven Zone infolge des hohen Cd-Gehaltes in den Quantentrögen
und der damit verbundenen Defektgeneration. Zusätzlich erfolgt während
des Betriebes eine Cd-Ausdiffusion in die umliegenden Schichten.
Ein Ansatz zur Reduzierung dieser Degradationsmechanismen stellt die
Einführung spannungskompensierender ZnSSe-Barrieren dar. Diese den
Quantentrog umgebenden Schichten hohen S-Gehalts haben eine kleinere
Gitterkonstante und bewirken dadurch eine Spannungsreduzierung im
aktiven Gebiet.
Zur Untersuchung der Quantentrogstabilität wurden mittels
Molekularstrahlepitaxie mehrere identische Laserdioden mit verschieden
positionierten Barrieren hergestellt. Je nach Anordnung der Barrieren
konnte eine Verbesserung der Lebensdauer bis zu einer Größenordnung
gezeigt werden.
[1] E. Kato et al., Electron. Lett. 34, 282 (1998).
HL 21.3 Di 15:45 H13
Microscopic Spatial Distribution of bound excitonic luminescence
in high-quality ZnO — •Daniel Forster, Frank
Bertram, Jürgen Christen, Nikolay Oleynik, Armin
Dadgar, and Alois Krost — Institute of Experimental Physics,
Otto-von-Guericke-University Magdeburg, Germany
ZnO has received much attention as a material for opto-electronic devices
because of its direct wide band gap and high exciton binding energy.
The ZnO epitaxial layers investigated were grown by MOCVD on 1µm
thick GaN layers on sapphire template using a two step growth process:
First, a low-temperature ZnO buffer was deposited at 450 ◦ C. In
the second step, a high-temperature ZnO layer was grown above 800 ◦ C.
This final ZnO layer exhibits supreme crystalline and optical quality. Using
highly spatially and spectrally resolved cathodoluminescence (CL)
microscopy a direct correlation of the structural and the optical properties
of these ZnO sandwich layers has been achieved on a microscopic
scale. The laterally integrated spectrum of each sample is dominated by
narrow (