Modeling of Optical Properties of Semiconductor Heterostructures

Die Bewegungsgleichungen zur Berechnung der Lumineszenz in realistischen Halbleiterheterostrukturen werden präsentiert. Die Verbindung dieser Multiband-Halbleiterlumineszenzgleichungen auf dem Niveau von Zweiteilchenkorrelationen und Streutermen in zweiter Bornscher und Markovscher Näherung mit einer k.p Bandstrukturrechnung ermöglicht die genaue Berechnung von Lumineszenzspektren. Das wird in Theorie-Experiment Vergleichen gezeigt. Mit dieser mikroskopischen Modellierung wird auch nachgewiesen, warum einfache Ratengleichungen für die Lumineszenz bei starker Anregung versagen. Durch die Kombination: Bandstrukturrechnung - Halbleiterlumineszenzgleichungen - Halbleiter-Bloch-Gleichungen können viele optische Eigenschaften von Halbleitern konsistent und quantitativ berechnet werden. Das wird benutzt, um aus gemessenen Lumineszenzspektren Gewinnspektren zu ermitteln und um die zu erwartenden Lasereigenschaften und die Ladungsträgerverluste von GaInNAs/GaAs Strukturen im technologisch interessanten Wellenlängenbereich von 1550nm zu studieren. Schließlich wird untersucht, wie sich ein Typ I zu Typ II Übergang in der Anordnung der Energielücken in Heterostrukturen auf die optischen Eigenschaften auswirkt. Dafür werden auch zum ersten Mal photomodulierte Reflexionsspektren mit Hilfe mikroskopischer Theorie berechnet und analysiert.