Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Mittwoch
HL 27.16 Mi 19:00 H15
Optische Charakterisierung von Nitridhalbleitern und deren
Oberflächen mittels spektroskopischer Ellipsometrie —
•Christoph Cobet 1 , Munise Rakel 1 , Thomas Säuberlich 1 ,
Thorsten Schmidtling 1 , Massimo Drago 1 , Rüdiger Goldhahn
2 , Wolfgang Richter 1 und Norbert Esser 3 — 1 Institut für
Festkörperphysik, Technische Universität Berlin — 2 Institut für Physik,
Technische Universität Ilmenau — 3 Institute of Spectrochemistry and
Applied Spectroscopy Department Berlin-Adlershof
Mittels spektroskopischer Ellipsometrie wurde von den Nitridhalbeitern
GaN, AlN und InN sowie deren Mischkristalle die dielektrische Funktion
(ε/εxyz) im Spektralbereich des optischen Bandabstandes sowie der
höheren Interbandübergänge (1-30eV) gemessen. Aus den charakteristi-
HL 28 Optische Eigenschaften
schen Strukturen der dielektrischen Funktion werden Lage und Art der
Interbandübergängen bzw. Core-level-Anregungen bestimmt und durch
den Vergleich der optischen Daten verschieden präparierter Proben Informationen
über kristalline Orientierung und Qualität gewonnen. Darüber
hinaus werden mit Hilfe von ab-initio-DFT-LDA-Rechnungen Aussagen
über die elektronische Struktur abgeleitet. Die sehr hohe Genauigkeit der
spektroskopischen Ellipsometrie gegenüber Oberflächenterminierungen
ermöglichte uns weiterhin eine Untersuchung der Oberfläche während des
Kristallwachstums in der MOVPE (Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy)
und in der PAMBE (Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy).
Dadurch konnten für die beide Wachstumsmethoden unterschiedliche
Oberflächenrekonstruktionen und Oberflächenterminierungen nachgewiesen
werden.
Zeit: Mittwoch 15:15–17:45 Raum: H17
HL 28.1 Mi 15:15 H17
Exciton-Phonon Dynamics in Disordered Quantum Wells beyond
the Markov Approximation — •Gianandrea Mannarini
and Roland Zimmermann — Institut für Physik der Humboldt-
Universität zu Berlin, Newtonstr.15, 12489 Berlin, Germany
Exciton motion in semiconductors is coupled to the thermal bath of
phonons due to carrier-lattice interactions. Within the density-matrix
formalism, a hierarchy of equations of motion is derived which contains
memory (non-Markovian) effects. Assuming very short collision times,
the exciton-phonon interaction can be described in terms of scattering
rates. This Markov approximation could explain quantitatively the spectral
properties of the excitonic secondary emission [1]. However, in ultrafast
experiments a more complex dynamics is expected. Actually, a non
-Markovian dynamics was predicted and observed for the electron-LO
phonon system [2]. Here, we adopt a non-Markovian treatement for localized
excitons in single quantum wells coupled to acoustical phonons via
deformation potential interaction. The equations of motion with memory
for the exciton polarization and density matrix are integrated and
the effect on the time-resolved dynamics of the secondary emission and
the speckle pattern is calculated. [1] G. Mannarini, R. Zimmermann,
G. Kocherscheidt, and W. Langbein, phys. stat. sol. (b), 238, 494 (2003).
[2] C. Fürst, A. Leitenstorfer, A. Laubereau, and R. Zimmermann, Phys.
Rev. Lett. 78, 3733 (1997).
HL 28.2 Mi 15:30 H17
Dynamic band gap renormalization in Cu2O studied on a
µeV scale — •Giorgio Baldassarri Höger von Högersthal 1 ,
Gregor Dasbach 1 , Dietmar Fröhlich 1 , Heinrich Stolz 2 ,
Manfred Bayer 1 , Robert Klieber 1 , and Dieter Suter 1 —
1 Institut für Physik, Universität Dortmund, D-44221, Germany —
2 Fachbereich Physik, Universität Rostock, D-18051, Germany
Owing to the large exciton binding energy and the long radiative lifetime,
cuprous oxide (Cu2O) is considered a prototype material for the
study of excitons. Especially the quadrupole allowed lowest yellow exciton
transition has always attracted much interest. This state has been
recently investigated with ultra-high spectral resolution using a tunable
single frequency dye laser, revealing extremely sharp exciton linewidths of
< 1 µeV [1]. Here we investigate this system in the high density regime.
Using pulsed excitation we get access to dynamic line shifts on a sub
µeV energy scale and a ms time scale. The experiments show dynamic
red shifts of the exciton transition as the excitation power is increased.
These findings are explained by an absorption induced renormalization
of the band gap.
[1] G. Dasbach et al., Phys. Rev. Lett. 91, 107401 (2003).
HL 28.3 Mi 15:45 H17
Nichtlineare Polariton-Propagation in dünnen Halbleiterschichten
— •Stefan Schumacher, Gerd Czycholl und Frank Jahnke
— Institut für Theoretische Physik, Universität Bremen
Das Wechselspiel von kohärenten optischen Nichtlinearitäten und
Polariton-Propagationseffekten in dünnen Halbleiterschichten wird
im Rahmen des DCT-Formalismus (dynamics-controlled truncation)
untersucht. Dabei werden für ein räumlich inhomogenes System alle
exzitonischen und biexzitonischen Beiträge bis zur dritten Ordnung im
optischen Feld berücksichtigt.
In den betrachteten, typischerweise einige Exziton-Bohrradien dicken,
Halbleiterschichten wird die gekoppelte Lichtfeld-Exziton-Dynamik unter
mikroskopischen Randbedingungen gelöst. Die räumliche Lokalisierung
der Ladungsträger in der Halbleiterschicht führt dabei im Vergleich zum
Volumenmaterial zu einer energetischen Aufspaltung der exzitonischen
Zustände.
Untersucht wird insbesondere der Einfluss der Coulombwechselwirkung
zwischen mehreren 1s-artigen exzitonischen Eigenzuständen auf
die Nichtlinearitäten in optischen Transmissionsspektren in Pumpund
Teststrahl-Geometrie. Ergebnisse werden sowohl für Teststrahl-
Transmissionsspektren als auch für die entsprechende Zeitentwicklung
für verschiedene Anregungsbedingungen dargestellt.
HL 28.4 Mi 16:00 H17
Excitons and Plasma: Two Sources for Excitonic Photoluminescence:
— •Sangam Chatterjee 1,2 , Sorin Mosor 2 , Claudia Ell 2 ,
Galina Khitrova 2 , Hyatt M. Gibbs 2 , Walter Hoyer 1 , Mackillo
Kira 1 , Stephan W. Koch 1 , John P. Prineas 3 und Heinrich
Stolz 4 — 1 Fachbereich Physik und Wissenschaftliches Zentrum für
Materialwissenschaften, Philipps-Universität Marburg, Renthof 5, 35032
Marburg. — 2 The University of Arizona, Optical Sciences Center, 1630
E. University Blvd, Tucson, AZ 85721, USA. — 3 University of Iowa, Iowa
City, IA 52242, USA. — 4 Fachbereich Physik, Universität Rostock,
D-18051 Rostock
Photoluminescence from InGaAs quantum well structures exhibits a
strong peak at the energetic position of the 1s exciton resonance. This
is independent of the presence of an incoherent excitonic population. We
perform time-resolved photoluminescence experiments over a large range
of carrier density and lattice temperatures. A detailed analyses using a
microscopic theory identifies the plasma and excitonic contributions to
the emission. A phase diagram for the bright incoherent excitonic contributions
is then extracted. At low lattice temperatures, 4K, and intermediate
and low densities small fractions of bright excitons can completely
dominate the emission. For larger lattice temperatures, 50K, the excitonic
contributions is negligibly small.
HL 28.5 Mi 16:15 H17
Electro-optical properties of ZnO-BaTiO3-ZnO heterostructures
grown by pulsed laser deposition — •M. Schubert 1 , N.
Ashkenov 1 , T. Hofmann 1 , M. Lorenz 1 , H. v. Wenckstern 1 ,
M. Grundmann 1 , and G. Wagner 2 — 1 Fakultät für Physik und
Geowissenschaften, Instititut für Experimentelle Physik II, Universität
Leipzig, Linnéstraße 5, 04103 Leipzig — 2 Institut für Nichtklassische
Chemie, Universität Leipzig, 04318 Leipzig, Germany
Electro-optical birefringence measurements by spectroscopic ellipsometry
on ZnO-BaTiO3-ZnO heterostructures, grown by pulsed laser deposition
on (0001) sapphire are reported. Wurtzite-structure ZnO layers serve as
transparent conducting electrodes. An interesting hysteresis is observed,
tentatively assigned due to coupling between wurtzite and ferroelectric
polarization, and ferroelectric phase transition.
HL 28.6 Mi 16:30 H17
Temperature dependence of efficient silicon light-emitting
diodes prepared by ion implantation — •Jiaming Sun, Thomas
Dekorsy, Wolfgang Skorupa, Bernd Schmidt, and Manfred
Helm — Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung,
Forschungszentrum Rosendorf, 01314 Dresden