DFG-Sachbeihilfe: Abstimmbare Quanten-Photoleiter für effiziente THz-Schalter (QPC-Switch)


Ziel ist die Untersuchung eines neuartigen Ansatzes für photoleitende Strukturen basierend auf Multiquantentöpfen für ultraschnelle optische Schaltzeiten von <1ps. Diese sollen auf ihre Eignung als THz-Emitter und Detektoren hin untersucht werden. Die photoleitenden Schalter werden so ausgelegt, dass sie ultrakurze Laserpulse mit Zentralwellenlängen um 1550 nm absorbieren und unbeleuchtet semi-isolierenden sind. Die optisch erzeugten Ladungsträger werden durch die äußere Vorspannung beschleunigt, wobei der so erzeugte Strompuls durch schnellen Ladungsträgereinfang zeitlich limitiert und der semi-isolierende Zustand wieder hergestellt werden soll. Die so erzeugten ultrakurzen Strompulse können zur Erzeugung von EM-Strahlung mit Frequenzen im THz-Bereich verwendet werden. Die zentrale Herausforderung wird es sein, Strukturen zu entwickeln, welche sowohl eine hohe Mobilität als auch kurze Ladungsträgerlebensdauern besitzen. Diese zunächst widersprüchlichen Anforderungen sollen erreicht werden, indem die Struktur in zwei Bereiche unterteilt wird: Eine Region mit hoher Dotierung zur Erzeugung tiefer Störstellen für den Ladungsträgereinfang und eine nicht dotierte Region mit hoher Mobilität. Die Auslegung erfolgt so, dass Elektronen im Grundzustand (1.Subband) einen großen Wellenfunktionsüberlapp mit der hochdotierten Region besitzen, wohingegen Elektronen im ersten angeregten Zustand (2.Subband) stark in der Region mit hoher Mobilität lokalisiert sind. Der Antrag beinhaltet drei Ziele: Die Untersuchung von Fe als tiefe Störstelle in InGaAs/InAlAs Heterostrukturen, die Untersuchung von Ru und Rh als exotische, tiefe Störstellen und die Optimierung der Gesamtstruktur für den Einsatz als THz-Emitter und -Detektor.
Ziel ist die Untersuchung eines neuartigen Ansatzes für photoleitende Strukturen basierend auf Multiquantentöpfen für ultraschnelle optische Schaltzeiten von <1ps. Diese sollen auf ihre Eignung als THz-Emitter und Detektoren hin untersucht werden. Die photoleitenden Schalter werden so ausgelegt, dass sie ultrakurze Laserpulse mit Zentralwellenlängen um 1550 nm absorbieren und unbeleuchtet semi-isolierenden sind. Die optisch erzeugten Ladungsträger werden durch die äußere Vorspannung beschleunigt, wobei der so erzeugte Strompuls durch schnellen Ladungsträgereinfang zeitlich limitiert und der semi-isolierende Zustand wieder hergestellt werden soll. Die so erzeugten ultrakurzen Strompulse können zur Erzeugung von EM-Strahlung mit Frequenzen im THz-Bereich verwendet werden. Die zentrale Herausforderung wird es sein, Strukturen zu entwickeln, welche sowohl eine hohe Mobilität als auch kurze Ladungsträgerlebensdauern besitzen. Diese zunächst widersprüchlichen Anforderungen sollen erreicht werden, indem die Struktur in zwei Bereiche unterteilt wird: Eine Region mit hoher Dotierung zur Erzeugung tiefer Störstellen für den Ladungsträgereinfang und eine nicht dotierte Region mit hoher Mobilität. Die Auslegung erfolgt so, dass Elektronen im Grundzustand (1.Subband) einen großen Wellenfunktionsüberlapp mit der hochdotierten Region besitzen, wohingegen Elektronen im ersten angeregten Zustand (2.Subband) stark in der Region mit hoher Mobilität lokalisiert sind. Der Antrag beinhaltet drei Ziele: Die Untersuchung von Fe als tiefe Störstelle in InGaAs/InAlAs Heterostrukturen, die Untersuchung von Ru und Rh als exotische, tiefe Störstellen und die Optimierung der Gesamtstruktur für den Einsatz als THz-Emitter und -Detektor.


Projektleitung
Masselink, W. Ted Ph. D. Prof. (Details) (Experimentelle Physik (Elementaranregungen u.Transp.i.Festkörp.))

Laufzeit
Projektstart: 06/2016
Projektende: 03/2019

Forschungsbereiche
Nachrichten- und Hochfrequenztechnik, Kommunikationstechnik und -netze, Theoretische Elektrotechnik

Zuletzt aktualisiert 2022-08-09 um 21:06