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HL: Halbleiterphysik

HL 4: Optische Eigenschaften I

HL 4.2: Vortrag

Montag, 23. März 1998, 10:45–11:00, H13

Experimentelle Bestimmung der Valenzbandstruktur von SnO₂ — •K. Reimann and M. Steube — Institut für Physik, Universität Dortmund, 44221 Dortmund

Der Rutil-Halbleiter Zinnoxid (SnO₂) wird seit langem als transparente Elektrode z. B. in Solarzellen oder als aktives Material in Gassensoren eingesetzt. Dennoch ist über seine elektronische Bandstruktur nur wenig bekannt, da bisher hauptsächlich die fundamentale Bandlücke untersucht wurde. Aufgrund Inversionssymmetrie von Rutil sind Übergänge gerader Parität zum untersten Γ₁⁺-Leitungsband dipolverboten, Zweiphotonenprozesse aber erlaubt. Deshalb ist die Zweiphotonenabsorption in diesem Fall eine besonders geeignete Untersuchungsmethode. Da die obersten Valenzbänder hauptsächlich von Sauerstoff p-Orbitalen gebildet werden, erhält man in der Punktgruppe D_4h zwölf Valenzbänder. Mit Hilfe der Zweiphotonen-Anregungsspektroskopie wurden neben dem bekannten Γ₃⁺-Valenzband zwei weitere Valenzbänder gerader Parität in jeweils ca. 50 meV Abstand gefunden. Keine der bisher durchgeführten Bandstrukturrechnungen kann diese Abfolge der ersten drei Bänder reproduzieren. Durch die Beobachtung der zugehörigen Exzitonserien (mindestens drei Exzitonen pro Serie) konnten die Bandlücken- und Bindungsenergien sehr genau bestimmt werden.