Terahertz Strahlungsquelle basierend auf Störstellenübergängen in Halbleiter-Heterostrukturen

• Antragsteller: Dr. Sergey Pavlov
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5420191

Halbleiter-Laser, die auf Übergängen zwischen Subbändern in GaAs/AlGaAs Heterostrukturen basieren, sogenannte Quantenkaskadenlaser (QCL) wurden im vergangenen Jahr erstmal für den Terahertz (THz) Spektralbereich (10^{12} - 10^{13} Hz) demonstriert. Trotz grosser technologischer Fortschritte in den vergangenen Jahren gibt es prinzipielle Schwierigkeiten, GaAs/AlGaAs QCL im gesamten THz Spektralbereich anzuwenden. Starke Reststrahlenstrahlabsorption verursacht durch die Wechselwirkung von Elektronen mit polaren optischen Phononen in GaAs-Heterostrukturen ist dafür verantwortlich. Gegenstand des hier beantragten Forschungsprojekts ist die Entwicklung eines Halbleiter-Lasers basierend auf Übergängen zwischen lokalisierten Zuständen von flachen Störstellen in Silizium-Heterostrukturen. Vorteile dieses Lasermechanismus sind die hohen Wirkungsquerschnitte für optische Übergänge zwischen den lokalisierten Zustände, die lange Lebensdauer dieser Zustände und niedrige Gitterabsorptionen im THz-Bereich. Im Zuge der Entwicklung dieses neuen Lasertyps werden die Bindungsenergien von flachen Störstellen und die Lebensdauer von Zuständen im thermischen Ungleichgewicht.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Heinz-Wilhelm Hübers