Regensburg 2007 – wissenschaftliches Programm

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HL: Fachverband Halbleiterphysik

HL 9: Semiconductor Laser II

HL 9.1: Vortrag

Montag, 26. März 2007, 14:45–15:00, H13

Nichtgleichgewichtsrechnungen in Halbleiterlaserstrukturen — •Eckhard Kühn¹, Angela Thränhardt¹, Sangam Chatterjee¹, Christoph Lange¹, Peter Brick², Wolfgang Diehl², Swantje Horst¹, Kristian Hantke¹, Wendel Wohlleben³, Marcus Motzkus³, Wolfgang Stolz¹, Wolfgang Rühle¹ und Stephan Koch¹ — ¹Fachbereich Physik, Philipps Universität Marburg, Deutschland — ²Osram Semiconductors, Regensburg, Deutschland — ³Fachbereich Chemie, Philipps Universität Marburg, Deutschland

Wir präsentieren ein mikroskopisches Modell zur Beschreibung von Nichtgleichgewichtsladungsträgerverteilungen in Halbleiterquantenfilmlaserstrukturen. In optisch gepumpten Systemen wie z.B. Halbleiterscheibenlasern erzeugt der anregende Laserstrahl eine Verteilung von Ladungsträgern, die keine thermische Gleichgewichtsverteilung darstellt. Erst durch stoßinduzierte Relaxationsprozesse kann sich eine Fermiverteilung einstellen. Unser Modell beschreibt die Erzeugung und Relaxation von Ladungsträgern im Quantenfilm unter Berücksichtigung des Pauli-Prinzips auf Basis der halbklassischen Maxwell-Halbleiter Bloch Gleichungen.

Die resultierenden dynamischen Prozesse finden auf unterschiedlichen Zeitskalen statt. Auf die Thermalisation innerhalb der einzelnen Bänder folgt ein Regime mit deutlich verschiedenen Ladungsträger- und Gittertemperaturen. Die daraus abgeleitete zeitliche Entwicklung der Gittererwärmung zeigt gute Übereinstimmung mit dem Experiment. Thermische Effekte wie das Überrollen eines VECSELs lassen sich qualitativ gut reproduzieren.