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HL: Halbleiterphysik

HL 8: Transporteigenschaften

HL 8.11: Vortrag

Montag, 22. März 1999, 18:30–18:45, H2

Nichtambipolarer Transport in Coulomb-gekoppelten Elektron-Loch-Schichten — •M. Beck, D. Streb, C. Metzner, P. Kiesel und G.H. Döhler — Universität Erlangen, Institut für Technische Physik I, Erwin-Rommel-Str.1, D-91058 Erlangen

Wir studieren die laterale Ausbreitung von Nichtgleichgewichts-Ladungsträgern in p-i-n-Strukturen nach einer lokalen optischen Pulsanregung. Elektronen und Löcher bewegen sich in getrennten n- bzw. p-Schichten mit starker Coulomb-Kopplung, aber vernachlässigbarer Rekombination. Da jede inhomogene laterale Dichteverteilung in der p-n-Doppelschicht mit selbstgenerierten Driftfeldern verbunden ist, unterscheidet sich die Transportsituation fundamental von gewöhnlichen 2D-Systemen. Proben mit je zwei selektiven n- und p-Kontakten erlauben zusätzlich das Anlegen von Driftspannungen U_nn und U_pp mit unabhängig wählbarer Polarität und Stärke in beiden Schichten. Auf der Basis eines zeitabhängigen Generations-Drift-Diffussionsmodells berechnen wir verschiedene, extreme Nichtgleichgewichts-Situationen, in denen Abweichungen vom ambipolaren Verhalten zu erwarten sind. Treibt man etwa durch identische externe Spannungen U_nn=U_pp Elektronen und Löcher in entgegengesetzte Richtungen, so wandert das Dichtemaximum nach einer lokalen Pulsanregung in die natürliche Driftrichtung der weniger leitfähigen Schicht. Dieser Effekt kann auf ein komplexes dynamisches Zusammenspiel der verschiedenen Feld- und Stromdichteverteilungen zurückgeführt werden. Erste experimentelle Resultate aus zeitaufgelösten „pump and probe“-Messungen bestätigen die theoretischen Ergebnisse. Der nichtambipolare Transport der photogenerierten Ladungsträger kann im Experiment durch Beobachtung der zeitlichen Entwicklung von Franz-Keldysh-Absorptionsspektren nachgewiesen werden.