Münster 1999 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 29: Ultrakurzzeitdynamik I

HL 29.1: Talk

Thursday, March 25, 1999, 10:30–10:45, H2

Paschen–Back Effekt an freien Exzitonen in Halbleitern — •D. Hägele, J. Hübner, M. Oestreich und W.W. Rühle — Fachbereich Physik, Philipps-Universität Marburg, Renthof 5, D-35032 Marburg

Wir demonstrieren hier zum ersten Mal den Paschen–Back Effekt in Halbleiterquantenfilmen. Aus den Quantenschwebungen der zeitaufgelösten Photolumineszenz bestimmen wir die Energieaufspaltung im Magnetfeld. Analog zum Paschen–Back Effekt im Wasserstoffatom dominiert in Halbleitern für geringe Magnetfelder die Energieaufspaltung der Austauschwechselwirkung von Elektron und Loch. Beim Übergang zu großen Magnetfeldern dominiert dann die Aufspaltung des freien Elektrons im Magnetfeld. Die Messungen wurden an einem 3 nm (Al_xGa_1−x)As/GaAs (x=0.35) Vielfachquantenfilm bei Temperaturen von 10 K durchgeführt. Mit zeitaufgelöster Messung der Quantenschwebung kann trotz der inhomogenen Verbreiterung des Quantenfilms die Energieaufspaltung präzise bestimmt werden. Wir finden 130 µeV für die Austauschwechselwirkung und 17.2 µeV/T für die Zeemanaufspaltung der Elektronen. Effekte beim Überschreiten der Mottdichte, bei höheren Temperaturen und nichtresonanter optischer Anregung werden diskutiert.