Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 7: Kohlenstoff/Diamant

HL 7.1: Vortrag

Montag, 24. März 2003, 12:30–12:45, BEY/154

Phosphor-korrelierte Exzitonen- Lumineszenz in CVD-Diamant — •Nikolai Teofilov¹, Rolf Sauer¹, Klaus Thonke¹ und Satoshi Koizumi² — ¹Abt. Halbleiterphysik, Universität Ulm, 89069 Ulm — ²National Institute for Material Science (NIMS), Tsukuba, Ibaraki 305-0044, Japan

Wir haben in Kathodolumineszenzmessungen bei Tieftemperatur zwei Phosphor-dotierte CVD-Diamantfilme studiert, die auf Ib-HTHP-Diamant-Substraten gewachsen wurden. Die Filme sind n-leitend mit Elektronendichten von  4× 10¹⁷ cm⁻³ und  8× 10¹⁸ cm⁻³ bei 300 K. Beide Proben zeigen linienaufgelöste Donator-Akzeptor-Paarspektren, wie sie schon kürzlich berichtet wurden [1], und Lumineszenz des Donator-gebundenen Exzitons mit Linienbreiten von nur noch 1.8 meV im Nullphononen-Bereich. Dank dieser Linienschärfe sehen wir eine vielfache Feinstruktur dieser D⁰X-Übergänge, die partiell in allen Phononenrepliken (TA, TO, LO, TO+O^Γ) erkennbar ist. Der Ursprung der Feinstrukturen wird diskutiert. Ein neues Spektrum bei 5.38 eV (Exziton-Lokalisierung ≈ 28 meV!) zeigt typische Merkmale eines isoelektronisch-gebundenen Exzitons. Argumente werden präsentiert, dass das Bindungszentrum ein (P, B)-Paar auf nächsten-Nachbar-Plätzen ist.

[1] H. Sternschulte, K. Thonke, R. Sauer, S. Koizumi, Phys. Rev. B59, 12924 (1999)