Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 16: Ultrakurzzeitdynamik

HL 16.1: Vortrag

Dienstag, 18. März 1997, 10:30–10:45, H4

Bestimmung der Dephasierungszeiten elektronischer Anregungen in Halbleiteroberflächen mit SHG in Selbstbeugung. — •M. Mauerer und U. Höfer — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85740 Garching

An der Silizium(111)7x7 Oberfläche wird demonstriert, daß über optische Frequenzverdopplung (SHG) die Dephasierungszeiten von Elektron-Loch-Paaren zugänglich werden, welche in einer atomar dünnen Oberflächenschicht erzeugt wurden. Ein kurzer, intensiver Laserpumpimpuls (800 nm) bevölkert die im Grundzustand nur teilweise besetzten Adatomzustände, welche ein metallisches Oberflächenband in der Volumenbandlücke bilden. Die Lebensdauer T₁ dieser heißen Elektronen wurde durch ein SHG-pump-probe Experiment in Reflexion bestimmt und beträgt je nach Höhe des Anregungsflusses zwischen 400 fs und wenigen ps. Zur Bestimmung der Dephasierungszeit T₂ der Anregung wird die nichtlineare Suszeptibilität χ_s⁽²⁾ der Oberfläche räumlich moduliert: Bei Verwendung zweier nicht-kollinearer Impulse (800 nm) wird Licht der doppelten Frequenz in verschiedene Beugungsordnungen abgestrahlt. Durch den kontrollierten Zeitversatz der beiden Impulse wird T₂ der Anregung der Adatome direkt zugänglich. Begrenzt durch die Zeitauflösung des Experiments kann derzeit eine obere Schranke von 30 fs für T₂ angegeben werden. Als maßgeblicher Streumechanismus wird die Elektron-Elektron-Streuung innerhalb des Oberflächenbandes vorgeschlagen.
Gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft durch SFB 338.