Microscopic Theory of Linear and Nonlinear Terahertz Spectroscopy of Semiconductors

This Thesis presents a fully microscopic theory to describe terahertz (THz)-induced processes in optically-excited semiconductors. The formation process of excitons and other quasi-particles after optical excitation has been studied in great detail for a variety of conditions. Here, the formation pr...

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Main Author: Steiner, Johannes
Contributors: Kira, Mackillo (Prof.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:English
Published: Philipps-Universität Marburg 2008
Physik
Subjects:
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Table of Contents: In dieser Arbeit wird eine mikroskopische Theorie dargestellt, die Terahertz (THz)-induzierte Prozesse in Halbleitern beschreibt. Der Prozess der Entstehung von Exzitonen und anderen Quasiteilchen nach optischer Anregung wurde theoretisch detailliert und für viele unterschiedliche Bedingungen untersucht. Der Bildungsprozess wird hier nicht modelliert, sondern ein realistischer Vielteilchenzustand als Anfangszustand angenommen. Im Zentrum der Untersuchungen stehen Fälle, bei denen der durch optische Anregung erzeugte Vielteilchenzustand durch starke THz Felder angeregt wird. Während schwache Pulse dazu dienen, den Vielteilchenzustand abzutasten, können starke THz-Pulse die Quasiteilchen auf eine Art und Weise manipulieren, wie es mit konventionellen Methoden nicht möglich ist. Die nichtlineare THz-Dynamik von Exzitonenpopulationen ist von besonderem Interesse, da Ähnlichkeiten und Unterschiede zu atomaren Systemen untersucht werden können.