Intersubbandrelaxationen in Halbleiter-Nanostrukturen

Das beantragte Forschungsvorhaben soll die im Rahmen des Projektes "Monte Carlo Simulation der Intersubbandrelaxation in Halbleiter-Nanostrukturen" begonnenen Arbeiten fortführen. Ein Schwerpunkt der theoretischen Untersuchungen soll dabei die Rolle der Elektron-Elektron-Streuung für die Relaxation von optisch angeregten Ladungsträgern in Quantentöpfen bilden, deren Subbandabstand größer als die optische Phononenergie ist, so daß Phononemission unterdrückt ist. Die Elektron-Elektron Streuung ist für Anwendungen dieser Quantenstrukturen in Lasern und Detektoren von zentraler Bedeutung und ist bis dato nicht völlig verstanden. Durch Monte Carlo Simulationen äußerst aktueller zeitaufgelöster Intersubbandexperimente, in denen die Lebensdauer der Elektronen im. oberen Subband in Abhängigkeit der Anregungsdichte gemessen wurde, soll die Bedeutung dieses Streumechanismus für die Relaxationsdynamik quantifiziert werden. Ein weiterer zentraler Punkt des beantragten Forschungsvorhabens ist die eingehende Untersuchung des Ladungsträgertransportes und der Ladungsträgerrelaxation in Silizium Quantenpunkten, die am Center for Solid State Electronics Research der Arizona State University kürzlich in MOS (metal-oxide-semiconductor) Strukturen experimentell realisiert werden konnten. Solche null-dimensionalen Halbleiterstrukturen sind aufgrund der völlig diskreten Energieniveaus und der damit verbundenen stark lokalisierten elektronischen Zustandsdichte, für Anwendungen in optoelektronischen Bauelementen von großer Bedeutung. Zu diesem Zweck sollen, zusätzlich zu den bereits im. ersten Jahr des Forschungsprojektes berechneten Elektron-Phonon Streuraten, alle für den elektronischen Transport maßgeblichen Streumechanismen berücksichtigt werden. Die zugehörigen Streuraten sollen dann in ein kinetisches Transportmodell eingebaut werden, um die Strom-Spannungs-Charakteristik solcher Strukturen theoretisch berechnen zu können.