Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 6: Optische Eigenschaften
HL 6.3: Vortrag
Montag, 26. März 2001, 11:00–11:15, S9/10
Experimentelle Bestimmung von |χxyz(2)|=2|d14| von GaAs: Absolutwerte, Grenzflächeneffekte und der Einfluß der Dotierung — •St. Bergfeld und W. Daum — Institut für Grenzflächenforschung und Vakuumphysik, Forschungszentrum Jülich GmbH, D-52425 Jülich
Die Größe und Dispersion nichtlinear-optischer Suszeptibilitäten ist von grundlegender Bedeutung für ein quantitatives Verständnis nichtlinear-optischer Prozesse und für die Entwicklung entsprechender Materialien. Hinsichtlich nichtlinearer Prozesse zweiter Ordnung wie z.B. der Erzeugung der zweiten Harmonischen (SHG) ist GaAs besonders interessant, da seine diesbezüglichen Volumeneigenschaften durch ein einziges unabhängiges Tensorelement χxyz(2) charakterisiert und damit Experimenten und Rechnungen besonders gut zugänglich sind. Wir diskutieren unsere Messungen von |χxyz(2)| von semi-isolierendem, (001)-orientierten GaAs und vergleichen sie mit früheren Messungen und aktuellen Rechnungen. Der Vergleich zeigt, daß Rechnungen derzeit in der Lage sind, |χxyz(2)| bis auf einen Faktor 2 genau zu bestimmen. Die vorhergesagte Spin-Bahn-Aufspaltung der E1-Übergänge und eine Interferenz der E′0- und E2-Beiträge im Spektrum von |χxyz(2)| werden durch unser Experiment bestätigt. Eine Resonanz bei 3.35 eV, die keiner Volumenanregung von GaAs entspricht, wird einem Übergang im Galliumoxid der natürlich oxidierten Waferoberflächen zugeordnet. Für n-dotierte Proben wird ein Verhalten gefunden, das in einem begrenzten Spektralbereich stark von dem des semi-isolierenden GaAs abweicht und durch die Bandverbiegung erklärt werden kann.