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Zur Dynamik bestimmter Ladungsträger-Transferprozesse in Halbleiterquantenfilmen
Die Möglichkeiten der modernen Kurzzeitspektroskopie erlauben im Rahmen dieser Arbeit die Beobachtung fundamentaler Phänomene der Licht-Materie-Wechselwirkung an lange bekannten Halbleiterstrukturen. Dabei wird zum einen der induzierte intra- exzitonische Transfer in der Zeitdomäne studiert und z...
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| Main Author: | |
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| Contributors: | |
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | German |
| Published: |
Philipps-Universität Marburg
2015
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| Subjects: | |
| Online Access: | PDF Full Text |
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| Summary: | Die Möglichkeiten der modernen Kurzzeitspektroskopie erlauben im Rahmen dieser
Arbeit die Beobachtung fundamentaler Phänomene der Licht-Materie-Wechselwirkung
an lange bekannten Halbleiterstrukturen. Dabei wird zum einen der induzierte intra-
exzitonische Transfer in der Zeitdomäne studiert und zum anderen der räumliche
Transfer durch unterschiedliche Potentialbarrieren eines gekoppelten Doppelquanten-
films untersucht.
In den beiden Abschnitten 3 und 4 dieser Arbeit können zeitliche Aspekte der ma-
nipulierten exzitonischen Polarisation qualitativ bestätigt werden wie sie die vorhan-
dene mikroskopische Theorie [21] vorhersagt.
Die erstmalige experimentelle Realisierung eines FWM-Experiments mit der Erzeu-
gung starker THz-Felder führt zur Beobachtung unterschiedlicher Regime der ko-
härenten Manipulation. In dieser Kombination werden unterschiedlichen Sequenzen
entsprechend der Pulsfolge charakterisiert und im Modell der THz-Manipulation der
mikroskopischen Polarisation und der Detektion der makroskopischen Polarisation in-
terpretiert. Durch die Untersuchung der Feldabhängigkeit für unterschiedliche Regime kann
weiterhin in Übereinstimmung mit dem Bild der Feldionisation ein Schwellverhalten für
größere Feldstärken bei höheren exzitonischen 2s+H-Zuständen als bei 1s-Zuständen
gefunden werden. Schließlich wird explizit die Reversibiliät für mittlere Feldstärken des THz-indu-
zierten intra-exzitonischen Transfers aus dem 1s-Zustand heraus beobachtet und das
theoretische Modell qualitativ bestätigt.
Die hier vorgestellte Beobachtung von kohärenten Oszillationen
durch einen THz-induzierten Polarisationsabbruch bietet einen weiteren Einblick in den dynami-
schen Prozess der Ionisation.
Im letzten Teil werden Modellsysteme basierend auf dem (GaIn)As/GaAs/
Ga(NAs)-Materialsystem für das Studium einer räumlich indirekten Population einer-
seits und des Elektronen-Transfers durch Grenzflächen andereseits etabliert.
Hier wird die elektronische Struktur über die Methoden der linearen Absorption,
der zeitaufgelösten PL und der Anrege-Abfrage-Spektroskopie in einer vergleichenden
Studie grundsätzlich geklärt.
Insgesamt werden wichtige Erkenntnisse zum intra-exzitonischen Transfer gewon-
nen und wesentliche Grundlagen für das ausführliche und umfassende Studium des
Ladungsträgertransports durch Grenzflächen mit den Methoden der modernen Ultra-
kurzzeitspektroskopie gelegt. Trotz der Vielzahl an vorangegangen Arbeiten
an diesen klassischen Halbleitermodellsystemen verbleiben weiterhin unter anderem
die abschließend aufgezeigten vielversprechenden Möglichkeiten der Analyse und der Kon-
trolle des Ladungsträger-Transfers. |
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| DOI: | 10.17192/z2016.0131 |