Münster 1999 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 36: Heterostrukturen II

HL 36.10: Talk

Thursday, March 25, 1999, 18:15–18:30, H3

Kollektive Vielteilcheneffekte in der Intersubband-Absorption lokalisierter Elektronen — •C. Metzner, M. Hackenberg und G.H. Döhler — Universität Erlangen, Institut für Technische Physik 1, Erwin-Rommel-Str.1, D 91058 Erlangen
Wir untersuchen theoretisch das Intersubband- (IS-) Absorptionsspektrum von Elektronen in einem Quantentopf mit starker Unordnung (Dotierung, Grenzflächen) für longitudinal (in Wachstumsrichtung z) polarisiertes Licht. Durch die Unordnung werden die Elektronen in der Schichtebene lokalisiert und bilden so ein statistisches System „natürlicher Quantenpunkte“  mit mehreren longitudinalen Eigenmoden als Signatur der ursprünglichen Subbandstruktur. Im kohärenten Lichtfeld verhalten sich diese Quantenpunkte wie (durch die dynamische Coulombwechselwirkung) gekoppelte, lokale Einelektron-Oszillatoren mit individuellen Resonanzfrequenzen. Nur im Grenzfall kleiner Elektronendichten spiegelt das IS-Spektrum die Verteilungsfunktion dieser Einteilchen-Resonanzfrequenzen wider. Bei Erhöhung der Elektronendichte zeigen die Simulationen jedoch ausgeprägte Vielteilcheneffekte ähnlich zum Depolarisationseffekt in „geordneten“  quasi-2D-Systemen. Das unordnungsverbreiterte Absorptionsspektrum verschmälert sich dramatisch zu einer kollektiven Linie bei gleichzeitig zunehmender Blauverschiebung. Im Frequenzbereich des IS-Peaks bilden sich dabei in der Schichtebene ausgedehnte Cluster benachbarter Oszillatoren mit gegenseitiger Phasenanpassung. Unsere Resultate sind von grundlegender Bedeutung für die Interpretation von IS-Absorptionsspektren sowohl in Quantentopfstrukturen mit Unordnung, als auch in Schichten aus selbstorganisierten „quantum disks“ .