Photolumineszenz-Spektroskopie an niederdimensionalen Halbleiterstrukturen auf III-V-Basis:
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2012
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INHALTSVERZEICHNIS
ZUSAMMENFASSUNG 1
SUMMARY 7
1 EINLEITUNG 13
1 H A L B L E I T E R - N A N O D R AE H T E 1 9
2 GRUNDLAGEN DER PHOTOLUMINESZENZ-SPEKTROSKOPIE AN
HALBLEITER-NANODRAEHTEN 21
2.1 OPTISCHE ANREGUNG 22
2.2 THERMALISIERUNG UND KOMPLEXBILDUNG 22
2.3 STRAHLENDE REKOMBINATION 23
2.4 NICHTSTRAHLENDE REKOMBINATION 26
3 PROBENHERSTELLUNG UND MESSTECHNIK 29
3.1 MOTIVATION 29
3.2 HERSTELLUNG DER INP-NANODRAEHTE 30
3.2.1 MOVPE-WACHSTUM 31
3.2.2 ALD-BESCHICHTUNG 31
3.3 MIKRO-PHOTOLUMINESZENZ-EXPERIMENTE 34
3.3.1 ZEITINTEGRIERTE MIKRO-PL-SPEKTROSKOPIE 34
3.3.2 ZEITAUFGELOESTE MIKRO-PL-SPEKTROSKOPIE 3G
3.3.3 MESSMETHODE 37
4 ZEITAUFGELOESTE UNTERSUCHUNGEN AN OBERFLAECHEN VON INP-NANODRAEHTEN 41
4.1 OBERFLAEDIENBESCHICHTETE UNDOTIERTE INP-NANODRAEHTE 41
4.1.1 HFOJ-BESCHICHTUNG INTRINSISCHER INP-NANODRAEHTE 42
4.1.2 HF02-BESCHICHT,UNG VON INP-NANODRAEHTEN MIT GAP-HIILLE . . . 47
4.1.3 HF02-BESCHICHTUNG VON INP-NANODRAEHTEN NACH IN SITU H 2SAUSHEILUNG
49
4.1.4 ZUSAMMENFASSUNG 50
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IMAGE 2
II I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
4.2 OBERFLAECHENBESCHICHTETE JXLOTIERTE INP-NANODRAELITE 52
4.2.1 MIKROSKOPISCHE VORGAENGE IM NANODRAHT, NACH OPTISCHER ANRE GUNG 53
4.2.2 HFCVBESCHICHTUNG P-DOTIERTER INP-NANODRAELIT.E 57
4.2.3 EINFLUSS DER DOTIERKONZENTRATION 59
5 PL-UNTERSUCHUNGEN AN GAN-NANODRAEHTEN 6 1
5.1 MOTIVATION UND HERSTELLUNG GL
5.2 MAKRO-PL UNTERSUCHUNGEN 62
5.2.1 VARIATION DES SUBSTRATES UND DER WACLISTUMSTEMPERATUR . . . C3
5.2.2 TEMPERATURABHAENGIGE PL-MESSUNGEN 66
II Q U A N T E N O P T I K IN M I K R O R E S O N A T O R E N 7 1
6 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 7 3
6.1 HALBLEITER-QUANTENPUNKTE 73
6.2 MIKRORESONATOREN 79
6.3 LICHT-MATERIE WECHSELWIRKUNG IN MIKRORESONATOREN 81
6.3.1 REGIME DER SCHWACHEN KOPPLUNG 82
6.3.2 REGIME DER STARKEN KOPPLUNG 83
7 PROBENAUFBAU UND MESSTECHNIK 87
7.1 MIKRORESONATOREN AUF GAAS/ALAS-BASIS 87
7.1.1 R.ESONATORSTRUKT,UR 87
7.1.2 INGAAS-QUANTENPUNKTE 89
7.1.3 PROZESSIERUNG DER MIKROPILLARS 90
7.2 EXPERIMENTELLE TECHNIKEN 92
7.2.1 ZEITINTEGRIERTE MIKRO-PL-SPEKTROSKOPIE IM MAGNETFELD . . . . 92
7.2.2 ZEITAUFGELOESTE MIKRO-PL-SPEKTROSKOPIE IM MAGNETFELD 94 7.2.3
R.ESONANZVERSTIMMUNG ZWISCHEN EXZIT.ON UND RESONATORMODE . 95
8 GRUNDLEGENDE CHARAKTERISIERUNG DER VERWENDETEN QUANTENPUNKTE 99
8.1 DIAMAGNETISCHER KOEFFIZIENT, VON INGAAS-QUANTENPUNKTEN 99
8.2 ZEEMAN-AUFSPALTUNG VON INGAAS-QUANTENPUNKTEN 102
8.3 QUANTEN-CHARAKTER DER EMISSION 103
9 MAGNETO-OPTISCHE UNTERSUCHUNGEN ZUR STARKEN KOPPLUNG 109
9.1 RESONANZVERSTIMMUNG UEBER TEMPERATURVARIATION 109
9.2 RESONANZVERSTIMMUNG UEBER DIAMAGNETISCHE VERSCHIEBUNG 111
IMAGE 3
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S III
9.3 ABHAENGIGKEIT DER KOPPLUNGSSTAERKE VOM MAGNETFELD 112
9.3.1 VERRINGERUNG DER AUFSPALTUNG IM MAGNETFELD 113
9.3.2 EINFLUSS DES MAGNETFELDES AUF DIE OSZILLATORSTAERKE 114
9.3.3 NACHWEIS UEBER ZEIT,AUFGELOESTE MESSUNGEN 116
10 KOPPLUNG ZWEIER PHOTONENZUSTAENDE UEBER EXZITONEN-SPINS 121
10.1 STARKE KOPPLUNG OHNE MAGNETFELD 121
10.2 STARKE KOPPLUNG IM MAGNETFELD 123
10.3 RECHNERGESTUETZTE SIMULATIONEN 129
10.3.1 CHARAKTER DER WECLISELWIRKUNG 130
10.3.2 STAERKE DER PHOTON-PHOTON-KOPPLUNG 133
10.4 AUSBLICK 137
LITERATURVERZEICHNIS 139
PUBLIKATIONEN 151
DANKSAGUNG 155
LEBENSLAUF 157
VERSICHERUNG AN EIDES S T A T T ^ 159
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