Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 20: Ultrakurzzeitdynamik I

HL 20.5: Vortrag

Dienstag, 28. März 2000, 16:00–16:15, H17

Femtosekunden-Dynamik nichtthermischer Ladungsträgerverteilungen bei intermediärer Elektron-Phonon-Kopplung: dominanter Einfluss quantenkinetischer Effekte — •M. Betz¹, G. Göger¹, A. Leitenstorfer¹, A. Laubereau¹, K. Ortner² und C. R. Becker² — ¹Physik-Department E11, Technische Universität München, D- 85748 Garching — ²Physikalisches Institut, Universität Würzburg, D-97074 Würzburg

Die nicht-Markovsche Dynamik nichtthermischer Ladungsträgerverteilungen in CdTe wird über ultrasensitive Transmissionsspektroskopie mit einer Zeitauflösung von 15 fs bei Anregungsdichten im Bereich von 10¹⁴ cm⁻³ untersucht. Die Emission von LO-Phononen durch hochenergetische Elektronen (Polaron-Kopplungskonstante α = 0.33) ist dabei mit einer Zeitkonstante von 70 fs deutlich schneller als die Oszillationsperiode der LO-Schwingung von 200 fs. Aufgrund der damit verbundenen starken Gedächtniseffekte können in Übereinstimmung mit theoretischen Simulationen keine isolierten Phononenrepliken quasi-monoenergetischer Elektronenverteilungen beobachtet werden.
Schwere Löcher mit einer Überschussenergie kleiner als ℏω_LO zeigen bei tiefen Temperaturen in GaAs (α = 0.06) kaum Relaxation auf einer Zeitskala bis zu 1 ps. Im Gegensatz dazu beobachten wir im stärker polaren CdTe eine effiziente Verbreiterung innerhalb von 300 fs: Durch die starke Ankopplung an das System der Gitterschwingungen findet in CdTe auch unterhalb der Schwelle

für die Emission reller LO Phononen eine schnelle Dynamik der Löcher statt, die nicht mit semiklassischen Konzepten beschreibbar ist.