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Peter Grünberg Institut
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SiGe Quantenkaskadenlaser im mittleren Infrarotbereich

Wir beschäftigen uns mit der Realisierung von Quantenkaskadenlasern (QCL), die auf dem indirekten SiGe-Materialsystem basieren. QCLs basieren auf Intersubbandübergängen, die von Natur aus direkt sind, und daher ist es vorstellbar, QCLs aus indirekten Halbleitern, wie zum Beispiel Si und Ge, zu entwickeln.

Die Realisierung von SiGe-QCLs hat zwei Vorteile. Einerseits ist es sehr vorteilhaft, einen effizienten Licht-Emitter aus dem CMOS-kompatiblen SiGe-Materialsystem zu entwickeln. Andererseits sind Si und Ge nichtpolare Halbleiter, und daher ermöglichen SiGe-QCLs Emissionen im sogenannten Reststrahlenband zwischen 30 – 70 µm. Mögliche Anwendungen für SiGe-QCLs liegen in der optischen Datenübertragung oder im Detektieren von organischen Verbindungen.

SiGe QuantenkaskadenlaserFigure 1 a) Valenzbandanpassung eines SiGe Bound-to-Continuum (BtC) Quantenkaskadenlasers. b) Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines prozessierten BtC Bauelements. c) Stromdichte eines BtC Bauelements in Abhängigkeit von der angelegten Spannung. d) Elektrolumineszenz einer BtC Struktur.


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Dr. Gregor Mussler

Referenzen

[1] P. Rauter, T. Fromherz, N. Q. Vinh, B. N. Murdin, G. Mussler, D. Grützmacher, G. Bauer,
Continuous Voltage Tunability of Intersubband Relaxation Times in Coupled SiGe Quantum Well Structures Using Ultrafast Spectroscopy,
Phys. Rev. Lett. 102, 147401 (2009)


[2] P. Rauter, T. Fromherz, M.Q. Vinh, B. N. Murdin, J. P. Phillips, C. R. Pidgeon, L. Diehl, G. Dehlinger, D. Grützmacher, M. Zhao, W. X. Ni, G. Bauer,
Direct determination of ultrafast intersubband hole relaxation times in voltage biased SiGe quantum wells by a density matrix interpretation of femtosecond resolved photocurrent experiments,
New Journal of Physics 9, 128 (2007)


[3] S. Tsujino, H. Sigg, M. Scheinert, D. Grützmacher, Jerome Faist,
Strategies to Improve Optical Gain and Waveguide Loss in Strain-Compensated SiGe Quantum Cascade Mid-Infrared Emitters,
IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 12, 1642 (2006)


[4] P. Rauter, T. Fromherz, G. Bauer, N. Q. Vinh, B. N. Murdin, J. P. Phillips, C. R. Pidgeon, L. Diehl, G. Dehlinger, D. Grützmacher,
Direct monitoring of the excited state population in biased SiGe valence band quantum wells by femtosecond resolved photocurrent experiments,
Appl. Phys. Lett. 89, 211111 (2006)


[5] L. Diehl, S. Menteşe, E. Müller, D. Grützmacher, H. Sigg, U. Gennser, I. Sagnes, Y. Campidelli, O. Kermarrec, D. Bensahel, J. Faist,
Electroluminescence from strain-compensated Si0.2Ge0.8/Si quantum-cascade structures based on a bound-to-continuum transition,
Appl. Phys. Lett. 81, 4700 (2002)


[6] G. Dehlinger, L. Diehl, U. Gennser, H. Sigg, J. Faist, K. Ensslin, D. Grützmacher, E. Müller,
Intersubband electroluminescence from silicon-based quantum cascade structures,
Science 290, 2277 (2000)


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