Rasterelektronenmikroskop
Final Report Abstract
Das beschaffte Rasterelektronenmikroskop ist sofort zu dem Standard-Charakterisierungsgerät für die Halbleiterepitaxie und Prozessierung am Institut geworden. Neben der Kontrolle der Ätztiefen, Kontakt- und Lackschichtdicken, wird es zur ex-situ Bestimmung der Schichtdicken der epitaktisch abgeschiedenen Halbleiterschichten verwendet. Damit konnte z.B. im Rahmen einer Promotion das Rückätzverhaltens von AlGaAs bei der Dotierung mit CBr4 detailliert analysiert werden. Die hervorragende Ortsauflösung des Geräts wurde vor allem bei der Herstellung von Niederdichte InAs Quantenpunkten benötigt. Somit wurde es uns möglich die Dichte der Quantenpunkte nun über mehr als 2 Größenordnungen zu variieren und diese sowohl in Einzelphotonenemittern, sowie auch als Verspannungsinitatoren für darüber liegende QP-Schichten einzusetzen. In unseren Oberflächenemittierenden Laserprojekten (VCSEL, VECSEL) wurde neben der Prozesskontrolle vorwiegen die Schichtfolge und die Homogenität der DBR-Spiegel untersucht. Bei der strukturellen Untersuchung der Aktiven Zone, konnten neben der Bestimmung der Oxidaperturweiten auch die einzelnen Quantenfilm- bzw. Quantenpunkt-Pakete aufgelöst werden. Ganz essentiellen Einsatz fand das REM bei 2 sehr wichtigen Forschungsprojekten, der ortsgenauen Abscheidung von InP Quantenpunkten und bei der selektiven Epitaxie von InGaN/GaN Pyramiden. Beim ersteren war es nur durch die ständige Kontrolle am REM möglich die richtigen Ätzparameter für die Vorstrukturierung des Substrates mit Locher zu finden. Anschließend wurden diese Löcher mit einem Puffer überwachsen, um die behandelte Oberfläche von den QP zu separieren. Da die Vorstrukturierung im GaAs stattfand, musst beim Pufferwachstum noch das Materialsystem von GaAs zu GaInP gewechselt werden. Erst danach konnten die InP QP abgeschieden und charakterisiert werden. Bei jedem der eben beschriebenen Prozessschritte wurde das REM benötigt. Bei der selektiven Epitaxie von GaN zur Herstellung von Mikropyramiden ist es essentiell, dass die geöffneten Strukturen in der nichtwachstumsfläche, im vorliegenden Fall SiO2, eine möglichst perfekte Geometrie aufweisen. Jede Abweichung von z.B. einem Kreis führt in dem folgenden Überwachsschritt zu Imperfektionen bei der Pyramidenausbildung. Diese führen wiederum zu einem gestörten In-Einbau bei der Abscheidung der aktiven Zone und somit zu einer undefinierten Wellenlängenverschiebung der Emission. Mit Hilfe des beschafften REM konnten die Wachstumsphasen der Pyramide detailliert nachverfolgt und die ideale Wachstumszeit bestimmt werden. Des weiteren konnten Materialdiffusionslängen, Abhängigkeiten von lokalen III-V Verhältnissen und die Wachstumshomogenität über größere Probenberieche nachgewiesen werden. Auch neuartige Strukturierungsmethoden wie z.B. die Mikrokugel-Lithographie konnte nur mit Hilfe der ständigen ortsaufgelösten Kontrolle entwickelt werden.
Publications
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M. Eichfelder, W.-M. Schulz, M. Reischle, M. Wiesner, R. Roßbach, M. Jetter, and P. Michler
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Low-density InP quantum dots embedded in Ga0.51In0.49 P with high optical quality realized by a strain inducing layer. Applied Physics Letters 97, 063107 (2010)
Daniel Richter, Robert Roßbach, Wolfgang-Michael Schulz, Elisabeth Koroknay, Christian Kessler, Michael Jetter, and Peter Michler
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Low-density MOVPE grown InGaAs QDs exhibiting ultra-narrow single exciton linewidths. Nanotechnology 21 125606 (2010)
Daniel Richter , Robert Hafenbrak , Klaus D Jöns , Wolfgang-Michael Schulz , Marcus Eichfelder , Matthias Heldmaier , Robert Roßbach , Michael Jetter and Peter Michler
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Halbleiterscheibenlaser für Spektroskopieanwendungen im roten und ultravioletten Spektralbereich. Photonik 6, 46-49 (2011)
Thomas Schwarzbäck, Hermann Kahle, Michael Jetter, Peter Michler
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C. Wächter, A. Meyer, S. Metzner, M. Jetter, F. Bertram, J. Christen and P. Michler
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Short wavelength red-emitting AlGaInP-VECSEL exceeds 1.2 W continuous-wave output power. Applied Physics B 102, 789 (2011)
Thomas Schwarzbäck, Marcus Eichfelder, Wolfgang-Michael Schulz, Robert Roßbach , Michael Jetter, and Peter Michler
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Spectral features in different sized InGaN/GaN micropyramids. Phys. Status Solidi C 8, No. 7–8, 2387–2389 (2011)
Clemens Wächter, Alexander Meyer, Sebastian Metzner, Michael Jetter, Frank Bertram, Jürgen Christen, and Peter Michler
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Spectrally and time-resolved cathodoluminescence microscopy of semipolar InGaN SQW on (1122) and (1011) pyramid facets. Phys. Status Solidi B 248, No. 3, 632-637 (2011)
Sebastian Metzner, Frank Bertram, Christopher Karbaum, Thomas Hempel, Thomas Wunderer, Stephan Schwaiger, Frank Lipski, Ferdinand Scholz, Clemens Wächter, Michael Jetter, Peter Michler, and Jürgen Christen
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Three-dimensional GaN for semipolar light emitters. Phys. Status Solidi B 248, No. 3, 549-560 (2011)
T. Wunderer, M. Feneberg, F. Lipski, J. Wang, R. A. R. Leute, S. Schwaiger, K. Thonke, A. Chuvilin, U. Kaiser, S. Metzner, F. Bertram, J. Christen, G. J. Beirne, M. Jetter, P. Michler, L. Schade, C. Vierheilig, U. T. Schwarz, A. D. Dräger, A. Hangleiter, F. Scholz
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Transverse-Mode Analysis of Red-Emitting Highly Polarized Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 17, 724-729 (2011)
Susanne Weidenfeld, Marcus Eichfelder, Michael Wiesner, Wolfgang-Michael Schulz, Robert Roßbach, Michael Jetter, and Peter Michler
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Wavelength tunable ultraviolet laser emission via intra-cavity frequency doubling of an AlGaInP vertical external-cavity surface-emitting laser down to 328 nm. Applied Physics Letters 99, 261101 (2011)
T. Schwarzbäck, H. Kahle, M. Eichfelder, R. Roßbach, M. Jetter, and P. Michler
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Cascaded single-photon emission from the Mollow triplet sidebands of a quantum dot. Nature Photonics 6, 238 - 242 (2012)
A. Ulhaq, S. Weiler, S. M. Ulrich, R. Roßbach, M. Jetter and P. Michler
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Differential phase contrast 2.0—Opening new "fields" for an established technique. Ultramicroscopy, Volume 117, 7 (2012)
Matthias Lohr,Ralph Schregle,Michael Jetter,Clemens Wächter,Thomas Wunderer, Ferdinand Scholz, Josef Zweck
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Excited-state spectroscopy of single lateral self-assembled InGaAs quantum dot molecules. Physical Review B 85, 11, 115304 (2012)
M. Heldmaier, M. Seible, C. Hermannstädter, M. Witzany, R. Roßbach, M. Jetter, P. Michler, L. Wang, A. Rastelli and O. G. Schmidt
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Reducing vortex losses in superconducting microwave resonators with microsphere patterned antidot arrays. Appl. Phys. Lett. (100) 012601 (2012)
D. Bothner and C. Clauss and E. Koroknay and M. Kemmler and T. Gaber and M. Jetter and M. Scheffler and P. Michler and M. Dressel and D. Koelle and R. Kleiner
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The phase boundary of superconducting niobium thin films with antidot arrays fabricated with microsphere photolithography. Supercond. Sci. Technol. 25 065020 (2012)
D. Bothner, C. Clauss, E. Koroknay, M. Kemmler, T. Gaber, M. Jetter, M. Scheffler, P. Michler, M. Dressel, D. Koelle and R. Kleiner
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Vertically stacked and laterally ordered InP and In(Ga)As quantum dots for quantum gate applications. Phys. Status Solidi B, 249 (2012), p 737–746
Koroknay E., Schulz W.-M., Richter D., Rengstl U., Reischle M., Bommer M., Kessler C. A., Roßbach R., Schweizer H., Jetter M. and Michler P.
