Grundlagenuntersuchungen zu Mehrteilchen-Wechselwirkungen in Silizium

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Wechselwirkungen von Elektronen in Halbleitern sind durch ihre Ladung bestimmt und werden zum Teil nur sehr annähernd mit Mehrteilchentheorien beschrieben. In diesem Projekt wird mittels genauer Messungen in Silizium eine dringend benötigte experimentelle Grundlage für die Weiterentwicklung von Mehrteilchentheorien erlangt.Zum einen wird die Coulomb-Verstärkung der Auger Rekombination bei niedrigen Dichten bestimmt, wo sie noch unbekannt ist. Silizium ist eines der wenigen Materialien wo sich diese Größe aus der Quanteneffizienz der strahlenden Rekombination – und somit entsprechend präzise – ermitteln lässt. Zum andern bewirken die Mehrteilchenprozesse bei Beleuchtung eine Reduktion der Bandlücke. Da im Gegensatz zu direkten Halbleitern in Silizium keine Daten zur Landungsträger induzierten Bandlückenreduktion vorliegen, werden sie in diesem Projekt erstmals erworben.Weil Si ein bis auf die Vielteilcheneffekte gut verstandenes Material ist, lassen sich die Vielteilcheneffekte von anderen Effekten gut isolieren. Daher ist Si für das experimentelle Überprüfen von neuen Vielteilchentheorien besonders gut geeignet. Mit den angestrebten Ergebnissen lässt sich zum ersten Mal bestimmen, wie stark die Auger Rekombination in nanostrukturiertem Si relativ zu voluminösem Si abgeschwächt ist. Dies ist von großer Bedeutung für aktuelle Strategien, den Wirkungsgrad von Si Solarzellen mittels Nanostrukturierung zu verbessern.