Mikrooptiken und -strukturen in III-V-Halbleiterschichtanordnungen: Grundlagenuntersuchungen und Anwendungen

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Dieses produktorientierte Teilprojekt hat eine zentrale, ergebnisfokussierende Funktion für die geplante Forschergruppe. Am Beispiel der Kombination optoelektronischer und mikrooptischer Komponenten in modernen (neuartigen) Emitterbauelementen auf III-V-Halbleiterbasis soll die Praxisrelevanz von Ergebnissen aus grundlagen-, geräte- und verfahrenstechnisch orientierten Teilprojekten geprüft werden. Da die Leistungsparameter der geplanten Teststrukturen außerordentlich empfindlich von Bearbeitungspräzision und "Nebenwirkungen" der Teilprozesse abhängen, bilden sie einen idealen, unabhängigen Qualitätsmaßstab: Ausgehend von Untersuchungen zum MOVPE-Wachstum kubischer Nitride für neuartige Halbleiterschichtanordnungen im Materialsystem (Ga,In)(N,As,P) als aktives Gebiet von Laserdioden mit vertikaler Kavität zielt das Projekt vorrangig auf die Entwicklung und Vergütung optischer Kopplungselemente. Im Mittelpunkt der Arbeiten stehen: (a) Untersuchungen zur gasphasenepitaktischen in situ Darstellung von hochreflektierenden (Al,Ga) As-Bragg-Spiegeln für oberflächenemittierende Halbleiterlaser mit Emissionswellenlängen im nahen Infrarot (ca. 1 µm), (b) Grundlagenuntersuchungen zur Brechungsindexoptimierung amorpher und polykristalliner Schichtenfolgen für (SiO2)(Al2O3)- bzw. (AlN)(GaN)-Bragg-Spiegel mittels ionenstrahlgestützter Abscheidung (IBAD) zur Emissionsauskopplung über das Halbleitersubstrat, (c) Grundlagenuntersuchungen zur defektarmen optischen Oberflächenvergütung von vorpolierten Halbleitersubstraten mittels reaktiven Ionenstrahlätzens (RIBE), die (d) die Voraussetzung für ionenstrahlgefertigte monolithisch integrierte Präzisionsoptiken aus hochbrechenden III-V-Halbleitermaterialien zur Strahlkollimation der Laseremission bilden. Die erfolgreiche Realisierung der Ziele des Projektes bedarf eines engen Verbundes mit anderen Teilprojekten der angestrebten Forschergruppe: Dies gilt besonders für die interaktive Kopplung zwischen den in den Teilprojekten 1, 2, 5, 6 und 9 sowie 10 genannten Vorhaben.