Raman investigations of In(Ga)As/Al(Ga)As self-assembled quantum dot structures: from ensembles to single quantum dots

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Auf Quantenpunkten basierende Strukturen und die Kenntnis ihrer elektronischen und Schwingungseigenschaften sind unverzichtbare Voraussetzungen für die praktische Realisierung von neuartigen (opto-)elektronischen Bauelementen mit herausragender Performance. Dieses Projekt ist dem Studium der Schwingungs- und elektronischen Eigenschaften von In(Ga)As-Quantenpunktensembles, die in einer Al(Ga)As-Matrix mit unterschiedlichem Ga-Gehalt eingebettet sind, und der Entwicklung von Methoden für das Studium von elementaren Anregungen eines einzelnen Quantenpunkts gewidmet. Die Ergebnisse werden zur praktischen Realisierung von Quantenpunkten mit kleiner Größe, verbesserter Uniformität, kontrollierbarer Zusammensetzung und Morphologie sowie vorhersagbaren elektronischen Eigenschaften beitragen. Ramanspektroskopie dient als primäre Methode zum Studium der Schwingungs- und elektronischen Eigenschaften. Durch Positions- und Intensitätsanalyse der Ramanlinien und ihres Polarisationsverhaltens wird der Einfluss des „Confinements“, der Spannungsverteilung und der Nanostrukturierung auf akustische und optische Phononenmoden, einschließlich der „confined“, Grenz- und Oberflächenmoden in nulldimensionalen Strukturen bestimmt. Resonante und oberflächenverstärkte Ramanstreuung werden genutzt, um Ramansignale von frisch gewachsenen und speziell aufbereiteten Arrays mit niedriger Flächendichte zu verstärken. Dadurch werden Informationen zum bisher noch nicht gemessenen Spektrum der elementaren Anregungen in einzelnen Quantendots erhalten.