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Research & Facilities

Forschungsprofil in Kurzform

 

Die Arbeitsgruppe für optoelektronische Materialien und Bauelemente beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von Halbleiterstrukturen für optische und elektronische Anwendungen, z. B. in der Quanteninformationstechnologie. In diesen Halbleiterstrukturen werden Quanteneffekte ausgenutzt, um neuartige Eigenschaften zu erhalten. Ein Beispiel hierfür sind die atomar scharfen Energieniveaus in Halbleiterquantenpunkten.

Ein Schwerpunkt unserer Arbeit bildet die Herstellung von Halbleiterheterostrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE), einem Ultrahochvakuum-Abscheideverfahren, das höchste Materialqualitäten und -reinheiten ermöglicht. Diese Heterostrukturen werden nach dem Wachstum strukturell, optisch und elektrisch charakterisiert. Zur strukturellen Untersuchung setzen wir die hochauflösende Röntgenbeugung, die Raster- und Transmissionselektronen-mikroskopie sowie die Rasterkraftmikroskopie ein. Optisch werden die Proben mittels Photolumineszenzspektroskopie, Reflexionsmessungen und ortsauflösenden Methoden untersucht. Die elektrische Charakterisierung geschieht überwiegend mittels Hall-Messungen, Kapazitäts-Spannungs-Spektroskopie und Strom-Spannungs-Messungen.

Die Halbleiterheterostrukturen werden z. T. zu Bauelementen weiter prozessiert, wobei moderne Strukturierungsverfahren, wie z. B. Elektronenstrahlithographie und reaktives Ionen­ätzen, zum Einsatz kommen.

Eine Besonderheit der Arbeitsgruppe sind die verschiedenartigen Halbleitermaterialsysteme, die den großen Spektralbereich vom Infraroten bis zum Ultravioletten abdecken. Im Einzelnen stellen wir Heterostrukturen auf Basis folgender Halbleitersysteme her:

Die Gruppe-III-Arsenide (InAs, GaAs, AlAs) decken den Spektralbereich von etwa 0,7 bis 1,3 µm ab. Die entsprechenden Antimonide erlauben es, den Spektralbereich bis hinab auf etwa 3 µm zu erweitern und machen auch die für glasfasergebundene Kommunikation wichtige Wellenlänge von 1,55 µm zugänglich. Insgesamt erlaubt das InAs/GaAs/AlAs-System sowohl die Herstellung von höchstqualitativen Schichtstrukturen im AlAs/GaAs-Untersystem wie auch die Realisierung von Halbleiter-Quantenpunkten mit exzellenten optischen Eigenschaften im InAs/GaAs-Untersystem. Insgesamt ermöglicht dieses System die...

Gruppe III-Nitride wie GaN, AlN und InN sind wegen ihrer mechanischen Festigkeit und ihrer chemischen und thermischen Beständigkeit hervorragend für elektronische Anwendungen (Transistoren) und optoelektronische Anwendungen (blau emittierende Leuchtdioden und Laser) geeignet, die bei extremen Umweltbedingungen, hohen Temperaturen und hohen Frequenzen arbeiten. Bei Bauelementen mit Strukurgrößen im Nanometerbereich werden neue Eigenschaften und Effekte sichtbar, die z.B. für Einzelphotonen- oder THz-Emitter bzw. Detektoren eingesetzt werden können. Hauptarbeitsgebiet der Arbeitsgruppe ist die...

Leitung

Prof. Dr. Dirk Reuter

Optoelektronische Materialien und Bauelemente

Dirk Reuter
Telefon:
+49 5251 60-5842
Büro:
P8.2.12

Die Universität der Informationsgesellschaft