Berlin 2012 – wissenschaftliches Programm

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HL: Fachverband Halbleiterphysik

HL 77: Quantum Dots and Wires: Optical Properties II (mainly Luminescence and Electronic Structure)

HL 77.6: Vortrag

Donnerstag, 29. März 2012, 10:45–11:00, EW 203

Fundamentale Photolumineszenzuntersuchungen von Tieftemperatureigenschaften der Silizium-Nanokristall-Bandlücke — •Andreas Markus Hartel, Sebastian Gutsch, Daniel Hiller und Margit Zacharias — IMTEK, Faculty of Engineering, Albert-Ludwigs-University Freiburg, Georges-Köhler-Allee 103, 79110 Freiburg, Germany

Im Allgemeinen werden zur Beschreibung der Temperaturabhängigkeit der Bandlückenenergie von Halbleitern die empirischen Formeln nach Varshni oder Cardona angewendet. Seit der Entdeckung von Photolumineszenz von Silizium-Nanokristallen (SiNC) in oxidischer Matrix, wurde erfolglos versucht diese Beziehungen auch darauf anzuwenden. Wenngleich sich der Verlauf der Bandlücke von SiNCs sehr gut für Temperaturen bis ca. 50K anpassen lässt, gibt es aufgrund starker Blauverschiebung der PL für Temperaturen zwischen 50K und 4K starke Abweichung von den "konventionellen" Modellen. Diese Diskrepanz ist bis heute Bestandteil kontroverser Diskussionen in der Literatur und deren Herkunft bislang nicht vollständig geklärt. Anhand von größenkontrollierten SiNCs (1.5 bis 4.5nm) ist es uns gelungen die Gültigkeit der "konventionellen" Modelle auch für nanostrukturierte Materialien zu belegen. Unsere Analysen zeigen, dass sich die Abweichungen ausschließlich auf zu hohe Anregungsleistungsdichten zurückführen lassen. Weiterhin konnte ein theoretisches Modell entwickelt werden, welches es gestattet den Temperaturverlauf der PL-Intensität von SiNCs in Abhängigkeit der Anregungsleistung zu simulieren. Dieses Modell wird unter Zuhilfenahme unserer experimentellen Ergebnisse diskutiert.