Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Donnerstag
HL 44.22 Do 16:30 Poster A
Streuung von Elektronen und 3D longitudinalen Phononen in
ungeordneten Bulk-Materialien — •Frank Löcse — TU Chemnitz,
Institut für Physik, 09107 Chemnitz
Für die Berechnung der Energierelaxationsrate der Elektron-Phonon
Streuung in ungeordneten Bulk-Materialien gibt es im wesentlichen zwei
sich widersprechende Theorien. In deren Ergebnis hängt die Energierelaxationsrate
1/τe−ph von Phononenwellenzahl q und mittlerer elastischer
freier Weglänge l der Elektronen im Bereich ql < 1 wie 1/τe−ph ∼ ql/τ0
bzw. wie 1/τe−ph ∼ 1/(ql)τ0 ab. Beide Abhängigkeiten werden durch
das Experiment bestätigt. Hier ist 1/τ0 ∼ T 3 die Relaxationsrate im
reinen Material. Anhand eines einfachen Modells zeigen wir, daß sich
beide Abhängigkeiten aus einem einzigen Ausdruck für die Energierelaxationsrate
im Bereich ql < 1 ableiten lassen und zwar in Abhängigkeit
von Temperatur des Phononengases und Schallgeschwindigkeit. Grundlage
der analytischen Rechnung ist eine von uns entwickelte semiklassische
Methode zur Berechnung der geeignet gemittelten Übergangswahrscheinlichkeiten.
HL 44.23 Do 16:30 Poster A
Field-dependence in the steady-state photocarrier grating
technique: application to microcrystalline silicon — •Rudolf
Brüggemann 1 and Rashad I. Badran 2 — 1 Instut für Physik, Carl
von Ossietzky Universität Oldenburg — 2 Physics Department, The
Hashemite University, Zarqa, Jordan
The steady-state photocarrier grating (SSPG) technique has become
a standard tool for the characterisation of the minority carrier properties
in amorphous and microcrystalline silicon. In the standard application
the photocurrent response under the presence of spatially modulated
photogeneration is measured at low electric fields. Here, we exploit the
electric-field variation experimentally for microcrystalline silicon samples.
The experimental results show a variation in the influence that the
electric field imposes on the excess charge carriers, depending on the individual
sample. For poor-quality samples there is hardly any influence
in the measured SSPG parameter. In contrast, samples with high diffusion
lengths show a large variation in the SSPG parameters. Analysis of
our data with the theory by Abel et al. (1995) shows good correlation
between experimental and theoretical values for a wide range of electric
field, in particular in the transition region between diffusion dominated
and drift-dominated transport.
HL 44.24 Do 16:30 Poster A
Trench-insulated IPG transistors for active matrix displays
— •A. Lapanik and A.D. Wieck — Ruhr-Universitaet Bochum,
Lehrstuhl fuer Angewandte Festkoerperphysik, Universitaetsstrasse 150,
D-44780 Bochum
We already reported on theoretical investigations of IPG transistors
(formed by Focused Ion Beams), new techniques of preparation of transistors
and results that shows possibilities of using IPG transistors for active
matrix liquid crystal displays (AMLCD). Here, we report of further
research results on trench insulated IPG transistors on poly-Si on quartz
in contrast to previous work on GaAs (1990. Nieder et al). The geometry
of IPG transistors was changed to obtain higher process performance and
lower leakage current to be more suitable for AMCLD developing. New
mask layers were used for sputtering of the Si and we present here results
for transistors with a better gate insulation. This is obtained by wider
insulating lines between gate and the source-drain areas, respectively.
The annealing temperature dependence of the transistor parameters are
discussed. Also, we would like to report on the technology improvement
of IPG transistor fabrication. In particular, chemical process steps were
improved and new were added to perform a ”cleaning” of the sputtered
area and sputtered trenches.
HL 44.25 Do 16:30 Poster A
Fabrication of Resonant-Tunneling Diodes by B Surfactant
Modified Growth of Si Films on CaF2/Si — •C.R. Wang, M.
Bierkandt, B.H. Müller, S. Paprotta, E. Bugiel, T. Wietler,
and K.R. Hofmann — Institute for Semiconductor Devices and Electronic
Materials, University of Hannover, Appelstr. 11A, 30167 Hannover,
Germany
Boron (B) surfactant enhanced solid phase epitaxy (SPE) of thin Si
films on CaF2/Si(111) substrates has been studied. Room temperature
deposition of amorphous Si films followed by the deposition of one monolayer
B atoms resulted in continuous and smooth epitaxial Si layers on
CaF2 with a sharp B-induced √ 3x √ 3R30 ◦ surface reconstruction after
annealing to about 635 ◦ C. This growth technique was used to fabricate
CaF2/Si/CaF2 double-barrier resonant tunneling diodes (RTDs) in SiO2
windows patterned on Si(111) substrates. A negative differential resistance
(NDR) peak was found at ∼0.2 V at 77 K, and the current density
at the NDR peak was estimated to be 6 orders of magnitude higher than
that found in earlier reports.
HL 44.26 Do 16:30 Poster A
Elektronischer Transport in einzelnen und verzweigten Wellenleitern
— •Mirja Richter 1 , Michael Knop 1 , Ulrich Wieser
1 , Ulrich Kunze 1 , Dirk Reuter 2 und Andreas D. Wieck 2
— 1 Lehrstuhl für Werkstoffe und Nanoelektronik, Ruhr-Universität Bochum,
D-44780 Bochum — 2 Lehrstuhl für Angewandte Festkörperphysik,
Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum
Auf einer modulationsdotierten GaAs/Al1−xGaxAs-Heterostruktur
werden einzelne und gekreuzte elektronische Wellenleiter in einem
Mix-and-Match Prozess hergestellt. Der Prozess kombiniert
Niederenergie-Elektronenstrahllithographie mit konventioneller
Fotolithographie.
Wellenleiter mit einer Breite bis minimal 50 nm und einer Länge von einigen
Mikrometern werden durch elektronische Transportmessungen bei
tiefen Temperaturen charakterisiert. Die Wellenleiter zeigen quantisierten
Leitwert in Vielfachen von 2e 2 /h und eine Separation der untersten
Subbänder von bis zu 19 meV. An gekreuzten Wellenleitern kann der
Knickwiderstand R1324 (bend resistance) im ballistischen Transportregime
in Abhängigkeit von der Geometrie der Kreuzungsstelle und der
Steuerspannung an der Topgateelektrode untersucht werden.
HL 44.27 Do 16:30 Poster A
Magnetotransportspektroskopie an einem GaAs/AlGaAs-
Quantenring — •A. Mühle 1 , U. F. Keyser 1 , R. J. Haug 1 , W.
Wegscheider 2 und M. Bichler 3 — 1 Institut für Festkörperphysik,
Universität Hannover, D-30167 Hannover — 2 Angewandte und
Experimentelle Physik, Universität Regensburg, D-92040 Regensburg —
3 Walter Schottky Institut, TU München, D-85748 Garching
Ein Quantenring, der auf der Oberfläche einer GaAs/AlGaAs-
Heterostruktur durch lokale anodische Oxidation mit einem Rasterkraftmikroskop
hergestellt wurde, [1] wurde untersucht. Über zwei
In-plane-Gates konnten sowohl die Energie der Elektronen auf dem Ring
als auch die Ankopplung der Struktur an die Zuleitungen durchgestimmt
werden.
Für verschiedene Kopplungsstärken wurde das Transportverhalten in
Abhängigkeit von einem senkrechten Magnetfeld und einer Gatespannung
über große Bereiche gemessen. Aus den sich ergebenden Mustern
in der grafischen Darstellung konnten dann bei wenigen Elektronen auf
dem Ring deren Anzahl und ihre Spinverteilung bestimmt werden.
Weiterhin wurden bei sehr kleinen Feldern im Regime weniger Elektronen
in einigen Bereichen Oszillationen der differentiellen Leitfähigkeit mit
dem Magnetfeld beobachtet, die über Level-crossings im Grundzustand
des Ringes erklärt werden könnten.
[1] U. F. Keyser et al., Phys. Rev. Lett. 90, 196601-1 (2003)
HL 44.28 Do 16:30 Poster A
Noise measurements of individual and coupled InAs quantum
dots — •P. Barthold 1 , N. Maire 1 , F. Hohls 1 , A. Nauen 2 ,
R.J. Haug 1 , K. Pierz 3 , and T. Bryllert 2 — 1 Institut für
Festkörperphysik, Universität — 2 Div. of Solid State Physics, Lund
University, P.O. BOX 118, SE-221 00 Lund — 3 Physikalisch- Technische
Bundesanstalt, Bundesallee 100, D-38116 Braunschweig
We present noise measurements of resonant single electron tunnelling
through individual and coupled self-organised InAs quantum dots (QDs)
at temperatures down to 1.5 K.
In the first case our samples consist of a GaAs/AlAs/GaAs tunnelling
structure with self-organised InAs QDs embedded in the AlAs. We investigate
the noise generated by the sample with a current amplifier in a
range from 0 to 10 kHz, and use a Fast Fourier Transformation analyser
for spectral decomposition. Above 1 kHz the noise shows a frequencyindependent
behaviour indicating the presence of shot noise. Depending
on bias voltage we find that the shot noise is suppressed in respect to
the Poissonian value 2eI expected for a single barrier. We observe the
effect of asymmetric tunnelling barriers on the shot noise suppression.
This suppression is characterised by the Fano factor α = S/2eI whose
modulation was perceived in the experiment.
In the second case the sample consists of a GaInAs/InP/GaInAs structure
with two layers of self-organised InAs QDs embedded in the InP