Microscopic theory of Terahertz spectroscopy

Die vorliegende Arbeit basiert auf den mikroskopischen Bewegungsgleichungen der Wechselwirkungen von Licht im THz Bereich und einem Elektron-Loch Plasma. Die Berechnungen hierzu werden unter der Annahme eines inkohaerenten Systems und unter Benutzung der Analogie zwischen den Loechern des Plas...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: O' Sullivan, Brian
Beteiligte: Koch, Stephan (Prof.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2006
Physik
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Die vorliegende Arbeit basiert auf den mikroskopischen Bewegungsgleichungen der Wechselwirkungen von Licht im THz Bereich und einem Elektron-Loch Plasma. Die Berechnungen hierzu werden unter der Annahme eines inkohaerenten Systems und unter Benutzung der Analogie zwischen den Loechern des Plasmas und den lokalisierten positiven Ionen des Heterouebergangs eines 2DEG Systems gemacht. Die analytische Loesung der Systemantwort fuehrt hierbei zur korrekten Lindhardt Form der Antwort eines dreidimenionalen Elektron Gases, welches mit einer longitudinalen Anregung wechselwirkt. Man erhaelt ebenfalls die im Experiment beobachteten Antwortsignale fuer ein- und zweidimensionale Systeme, welche durch longitudinale Plasma- Frequenzen nicht vorhersagbar sind. Die berechnete transversale Antwort wird zudem mit der, bezueglich der Thz-Licht Wechselwirkung mit 2DEG in der Literatur angefuehrten, longitudinalen dieelektrischen Funktion verglichen. Ebenso werden Vergleiche zwischen der Abhaengikeit der transversalen und der longitudinalen Plasmaantwort von der Elektronendichte praesentiert. Abschliessend wurde ebenfalls eine vollkommen dynamische Antwort berechnet, um die Zeitentwicklung der Antwort eines "Transversalen Plasmons" studieren zu koennen. Aufgrund der neuen und vielversprechenden Moeglichkeiten der THz Spektroskopie, darf man annehmen, dass sie sich nicht nur fuer die Physik in einem Fokus des zukuenftigen Forschungsinteresses befindet, sondern ebenfalls die Nanotechnologie beeinflussen wird. Grundlegende Untersuchungen der Wechselwirkungen von Licht im THz Bereich mit Materiel sind daher sowohl das unerlaeassliche Fundament als auch der erste Schritt fuer moegliche spaetere Anwendungen. Im Rahmen dieser Arbeit konnte klar gezeigt werden, wann und warum ein auf longitudinalen Plasmonen basierender Ansatz nicht in der Lage ist, die experimentellen Ergebnisse von THz Spektroskopie eines Elektronen Gases zu reproduzieren.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2006.0131