Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 20: Ultrakurzzeitdynamik I

HL 20.2: Vortrag

Dienstag, 28. März 2000, 15:15–15:30, H17

Nicht-resonante elektro-optische Detektion von Bloch Oszil lationen — •M. Först¹, G. Segschneider¹, T. Dekorsy¹, H. Kurz¹ und K. Köhler² — ¹Institut für Halbleitertechnik II, RWTH Aachen, 52074 Aachen — ²Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik, 79108 Freiburg

Die kohärente Überlagerung von Wannier-Stark Zuständen in einem Halbleiter Übergitter führt zu einer räumlichen Oszillation der angeregten elektronischen Wellenpakete im THz Frequenzbereich, sogenannten Bloch Oszillationen.

In einem 2-Farben Experiment demonstrieren wir die nicht- resonante elektro-optische Detektion von Bloch Oszillationen in einem GaAs/AlGaAs Übergitter. Die Anregung der Bloch Oszillationen erfolgt resonant durch Ti:Saphir Laserpulse. Das mit der kohärenten räumlichen Oszillation der Elektronen verknüpfte longitudinale elektrische Feld wird durch einen synchron gepumpten optischen parametrischen Oszillator in der Mitte der Bandlücke elektro-optisch abgetastet. Auf dem Pockels-Effekt basierende anisotrope Transmissionsänderungen können durch eine Modulation des angelegten Feldes auf absolute elektrische Feldänderungen kalibriert werden. Dies ermöglicht die Bestimmung der räumlichen Auslenkung der Wellenpakete mit einer Zeitauflösung von 150 Femtosekunden. Die Amplituden der Bloch Oszillationen [1] im Bereich von 6 bis 21 nm liegen in guter Übereinstimmung mit einer quantenmechanischen Berechnung etwa um einen Faktor 2 unterhalb der semi-klassisch berechneten Oszillationsamplitude.

[1] V.G. Lyssenko et al., Phys. Rev. Lett. 79, 301 (1997).