Photoluminiszenz an HL-Heterostrukturen
Die Einstellung des Bandverlaufs in Halbleiterheterostrukturen („band gap engineering“) hat zu einer Vielzahl von elektronischen und elektrooptischen Bauelementen (schnelle Transistoren, Leucht- und Laserdioden) geführt. Dabei wird der Bandverlauf auf einer so kleinen Längenskala moduliert, dass Quantisierungseffekte auftreten, z. B. lässt sich der in Quantenmechanik-Vorlesungen behandelte rechteckige Potenzialkasten (Quantentopf) realisieren. Photolumiszenz (PL)-Messungen sind eine der wichtigsten Charakterisierungsmethoden für Halbleiter, insbesondere für Halbleiterheterostrukturen. In diesem Versuch werden PL-Messungen eingesetzt, um die durch - die Quantisierung bedingte - Grundzustandsenergie der Elektronen und Löcher in den verschiedenen Quantentöpfen nachzuweisen. Im ersten Teil des Versuchs werden drei verschiedene Proben, die jeweils mehrere GaAs-Quantentöpfe enthalten, bei Zimmertemperatur und bei 77 K vermessen. Eine Probe dient als Referenz, d. h. ihre Schichtenfolge ist bekannt, und zwei Proben sollen an Hand der PL-Spektren identifiziert werden, wobei mögliche Schichtenfolgen vorgegeben sind. Im zweiten Versuchsteil werden PL-Spektren als Funktion der Temperatur aufgenommen. Aus diesen Daten kann die Temperaturabhägigkeit der Bandlücke von GaAs sowie der Grundzustandsenergie in den Quantentöpfen bestimmt und mit theoretischen Werten verglichen werden.
