Regensburg 2000 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 38: Poster III: Transporteigenschaften (1-14), Optische Eigenschaften (15-31), Grenz-/Oberfl
ächen (32-44), Heterostrukturen (45-57), Bauelemente (58-67), Gitterdynamik (68-69), Diamant (70), Raster-Tunnel-Mikroskopie (71)

HL 38.19: Poster

Thursday, March 30, 2000, 14:00–19:00, B

Absorption, Gain und Lasing in ZnSe — •T. Schmielau, Q.Y. Peng, G. Manzke und K. Henneberger — Fachbereich Physik, Universität Rostock, Universitätsplatz 3, D - 18051 Rostock

Die physikalische Natur des optischen Gewinns in II-VI-Halbleitern wird in der Literatur kontrovers diskutiert. Wegen der relativ großen Exzitonenbindungsenergie (20 meV in ZnSe) werden exzitonische Streuprozesse als Ursache des Gains favorisiert. Wir stellen Rechnungen vor zu Absorptions- und Gainspektren von ZnSe mit Hilfe der Halbleiter-Bloch-Gleichungen (HBG) unter Berücksichtigung aller wichtigen Vielteilcheneffekte wie Renormierung der Ladungsträgerenergien, Abschirmung der Coulomb-Wechselwirkung und diagonaler sowie nicht-diagonaler Dephasierung. Zusätzlich wird die Verbreiterung der Spektralfunktionen für die Ladungsträger durch Vielteilcheneffekte berücksichtigt, wodurch auch der Übergang von Absorption zu Gain am chemischen Potential korrekt beschrieben wird. Wir finden, daß bei 77K mit zunehmender Ladungsträgerdichte der Mott-Übergang bereits erfolgt ist, bevor das chemische Potential die ursprüngliche Position des Exzitons erreicht.

Weiterhin wird die Emission einer ZnSe-Probe für 77K bei verschiedenen Anregungsdichten bis zur Laserschwelle untersucht. In Übereinstimmung mit bekannten experimentellen Ergebnissen tritt das Lasing knapp unterhalb der Exzitonenenergie auf. Trotzdem stellt sich nicht Rekombination von Exzitonen, sondern die ungebundener korrelierter Elektron-Loch-Paare als physikalischer Mechanismus heraus. Hingegen bleibt der Beitrag relaxierter, nicht vom Feld getriebener Exzitonen unter Laserbedingungen gering.