Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 27: Poster II: SiC (1-7), Ultrakurzzeitdynamik (8-15), Halbleiterlaser (16-20), GaN (21-38), III-V Halbleiter (39-56), Photovoltaik (57-64), Störstellen (65-68), Tern
äre Halbleiter (69-70)

HL 27.13: Poster

Mittwoch, 29. März 2000, 14:00–19:00, A

Direkte Untersuchung Fermi-Druck getriebener Elektron-Loch Plasma-Expansion in GaAs — •R. Ziebold, T. Witte, M. Hübner und R.G. Ulbrich — 4. Physikalisches Institut der Universität Göttingen, Bunsenstr. 13, 37073 Göttingen

Mit der gleichzeitigen Messsung der differentiellen Transmission (Δ T) und differentiellen Reflexion (Δ R) von Femtosekunden-Lichtpulsen bei Anregung der der Ladungsträger zum einen an der Vorderseite (cis) und zum anderen auf der Rückseite der Probe (trans) wird eine Methode zur Untersuchung der raum-zeitlichen Dynamik von Ladungsträgerplasmen vorgestellt. Dabei nutzt man aus, daß in absorbierenden Medien Δ R im Gegensatz zu Δ T nur auf die Änderung der optischen Konstanten nahe der reflektierenden Grenzfläche ist. Durch die Variation der Probendicke d ist man in der Lage, den Transport oberflächennah angeregter Ladungsträger senkrecht zur Oberfläche zu untersuchen.
Mit dieser Methode haben wir den dichteabhängigen Transport von Elektron-Loch-Plasmen in GaAs bei T=300K für Verzögerungszeiten von 20ps ≤ τ ≤1ns untersucht. Bei einer Anregungsfluenz von F= 800 µJcm⁻² wurden relativ scharfe Ladungsträgerfronten mit einer anfänglich hohen Geschwindigkeit von v= 14× 10⁵cm/s gefunden, deren Geschwindigkeit mit v∝ τ^−2/3 abnahm. Die Ankunftszeit τ der Ladungsträger variiert mit der Anregungsfluenz F bei konstanter Probendicke wie: τ ∝ 1/F^0.45. Diese Resultate können relativ gut mit einem diffusiven Transport mit einem stark dichteabhängigem Diffusionskoeffizienten D beschrieben werden unter der Annahme, daß der Fermidruck die treibende Kraft für die untersuchte Plasma-Expansion ist.