Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 8: Heterostrukturen II

HL 8.4: Vortrag

Montag, 11. März 2002, 16:15–16:30, H14

Herstellung von 2D-Löchergasen in undotierten Al_xGa_1−xAs / GaAs / Al_xGa_1−xAs-Heterostrukturen durch Dotierung mit fokussierten Ionenstrahlen — •Cedrik Meier¹, Christof Riedesel², Dirk Reuter² und Andreas D. Wieck² — ¹Laboratorium für Festkörperphysik, Gerhard-Mercator Universität Duisburg, D-47048 Duisburg — ²Angewandte Festkörperphysik, Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum

Durch Dotierung von III/V-Heterostrukturen mit fokussierten Ionenstrahlen ist es möglich, lateral aufgelöste 2D-Elektronengase zu erzeugen. Die Herstellung von Löchergasen mit dieser Technologie auf Basis desselben Ausgangsmaterials würde den Weg zu bipolaren 2D-Bauelementen öffnen. Als Basismaterial wurde eine Heterostruktur mit einem GaAs-Quantentopf in 180 nm Tiefe verwendet, die für die Implantation beider Ionensorten optimiert war. Durch Implantation mit Be konnten 2D-Löchergase erzeugt werden, die bei Zimmertemperatur Beweglichkeiten von ca. 200 cm²/Vs bei Löcherdichten von etwa p=4x10¹¹ cm⁻² aufwiesen. Bei tiefen Temperaturen konnten Löcherbeweglichkeiten von bis zu 4.000 cm²/Vs beobachtet werden. Mithilfe von Magnetotransportmessungen kann eindeutig gezeigt werden, dass es dabei nicht zur Bildung eines parallelleitenden Kanals kommt. Durch Implantation von Silizium in dieselbe Heterostruktur ist es auch gelungen, ein 2D-Elektronengas in der Heterostruktur zu erzeugen. Die dabei erreichten Beweglichkeiten liegen bei Zimmertemperatur bei etwa 4.000 cm²/Vs. Durch Implantation von Be- und Si-Ionen in verschiedenen Probenbereichen können bipolare 2D-Bauelemente, wie z. B. eine 2D-Diode realisiert werden.