Dresden 2003 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 56: Optische Eigenschaften

HL 56.4: Talk

Friday, March 28, 2003, 12:30–12:45, POT/81

Nichtlineare Suszeptibilität von GaAs im THz Frequenzbereich — •Thomas Dekorsy¹, Vladimir A. Yakovlev², Fritz Keilmann³, Wolfgang Seidel⁴ und Manfred Helm¹ — ¹Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, Forschungszentrum Rossendorf, Postfach 510119, Dresden — ²Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences, Troitsk, Moscow region 142190, Russia — ³Max-Planck-Institute für Biochemie, 82152 Martinsried — ⁴Institut für Kern- und Hadronenphysik, Forschungszentrum Rossendorf, Postfach 510119, Dresden

Die nichtlineare Optik im THz Frequenzbereich ist weitgehend unerforscht [1], da hier keine abstimmbaren, intensiven Lichtquellen zur Verfügung stehen. Abstimmbare Freie-Elektronen Laser mit Emissionsfrequenzen im THz Bereich schließen diese Lücke. Wir haben Frequenzverdoppelung unterhalb der optischen Phononresonanz an dünnen GaAs Kristallen mit dem Freie-Elektronen Laser FELIX, Niederlande, durchfgeführt. Erstmals beobachten wir ein Maximum der nichtlinearen Suszeptibilität 2.Ordnung bei der halben Phononfrequenz (4,4 THz) und ein Minimum oberhalb dieser Frequenz (5,3 THz). Dieses Minimum basiert auf einem Vorzeichenwechsel der nichtlinearen Suszeptibilität bedingt durch konkurrierende elektronische und Gitterbeiträge. Ein Vergleich mit Berechnungen [2] zeigt, dass aus der Frequenz dieses Minimums die Beiträge höherer Ordnung des Gitterpotentials zur nichtlinearen Suszeptibilität quantitativ bestimmt werden k önnen.

[1] siehe z.B. F. Keilmann, Infr. Phys. 31, 373 (1991).

[2] C. Flytzanis, Phys. Rev. B 6, 1264 (1972).