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Inter- and Intraband Carrier Dynamics in Cubic GaN/AlxGa1-xN Heterostructures Grown by MBE
Ort / Verlag
Paderborn
Erscheinungsjahr
[2018]
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 17.11.2017
ger: Es wurde die Ladungsträgerdynamik erforscht, indem asymmetrische Doppelquantentröge (ADQWs) und mehrfach Quantentröge (MQWs) aus kubischen GaN/AlGaN hergestellt und ausgewertet wurden. Hierbei wurde besonderes Augenmerk auf den Einfluss der Kopplung von Einzel- und Mehrfach-QWs auf die optischen Eigenschaften gelegt. Dies ermöglicht die Erforschung nicht linearer Effekte, sowie die Herstellung von unipolaren Bauelementen im Bereich 1,55 m.Zu Beginn wurden kubische GaN/AlxGa1-xN ADQWs mit unterschiedlicher Al Konzentration in den Barrieren analysiert. Dies ergab eine Kopplung bei 7 nm dicken Barrieren für x = 0,26 und bei x = 0,64 startete die Kopplung bereits bei 3 nm. Daraufhin wurde extrapoliert, dass bei x = 1 die Kopplung bei 1-2 nm anfängt. Für diese Berechnungen wurden zeitabhängige Photolumineszenz Messungen verwendet, welche eine Korrelation zwischen Barrierendicke und Rekombinationszeit zeigten.Des Weiteren wurden Si dotierte kubische AlN/GaN MQWs auf ihre IR Absorption untersucht. Zudem wurden erste nicht lineare Messungen mit einem Pump Probe Aufbau gemessen. Dies lieferte eine dritte Ordnung Suszeptibilität von Im ^((3) ) ~ 1.110^(-20) m^2/V^2. Außerdem wurden zusätzliche Intensitäten in den reziproken Raumkarten von Messungen mittels hochauflösender Röntgenbeugung in (002) und (113) Richtung gemessen, welche die Ausbildung eines Übergitters belegen. Die Parameter für kubische Nitride wurden den experimentellen Daten angepasst und liefern gute Übereinstimmungen.
eng: An investigation of the carrier dynamics is done exploiting asymmetric double quantum wells (ADQWs) and multi quantum wells (MQWs). The focus of interest was the coupling behaviour of single and multi QWs and the influence on optical properties. This leads to the knowledge needed for the analysis of intersubband transitions important for the research of non-linear effects and unipolar devices emitting at a wavelength of 1.55 m.The first approach to the coupling was done with cubic GaN/ AlxGa1-xN ADQWs with different Al content in the barriers. For the series with x = 0.26 the coupling starts at 7 nm barriers, for x = 0.64 the coupling begins at 3 nm barriers. For x = 1 the coupling is estimated to occur at 1-2 nm. Time-resolved show a clear correlation of the decay times with the barrier thickness. Si doped cubic AlN/GaN MQWs have been used for intersubband absorption measurements. The FWHM of this absorption was theoretically fitted. Also first experiments on MQWs concerning the non-linear behaviour have been performed with a pump probe setup revealing a third order susceptibility of Im ^((3) ) ~ 1.110^(-20) m^2/V^2. The MQWs were investigated with high resolution X-Ray diffractometry reciprocal space maps around the (002) and (113) reflections, in order to prove the existence of SL peaks. A set of parameters for cubic Nitrides was improved successively to match all the experimental results.