Lichtemitter auf der Basis von Intersubband-Übergängen

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In den letzten Jahren sind auf der Grundlage von Intersubbandübergängen unipolare Lichtemitter entwickelt worden, die im mittleren Infrarotbereich als Laser eingesetzt werden können. Diese so genannten Quanten-Kaskaden-Laser besitzen wesentlich kürzere Schaltzeiten als die konventionellen, bipolaren Halbleiterlaser, in denen die Lichtemission auf Interbandübergängen beruht. Deshalb erwartet man, dass mit dieser Art von Lasern wesentlich höhere Datenübertragungsraten erreicht werden können. Quanten-Kaskaden-Laser existieren bisher für die Materialsysteme (In,Ga)As/(In,Al)As auf InP und GaAs/(Al,Ga)As auf GaAs. Für die Nachrichtenübertragung sind jedoch Wellenlängen im Bereich von 1,55 um von Bedeutung. Um diesen Wellenlängenbereich zu erreichen, sollen die existierenden Konzepte auf Materialsysteme mit höheren Diskontinuitäten im Leitungsband wie zum Beispiel (In,Ga)As/Al(As,Sb) auf InP, spannungskompensierte Systeme und möglicherweise Gruppe-III-Nitride übertragen werden. Die Forschergruppe verfolgt das Ziel, die physikalischen Pozesse in diesen unipolaren Lichtemittern im Detail zu verstehen, um die Übertragbarkeit auf andere Materialsysteme zu erreichen. Neben der theoretischen und experimentellen Untersuchung der Ladungstägerinjektion, der Bedingungen für die Besetzungsinversion sowie der optischen Übergänge ist eine materialwissenschaftliche und technologische Entwicklung von Intersubbandemittern für kürzere Emissionswellenlängen von besonderem Interesse. Es sollen letztendlich Emitterstrukturen auf der Basis von Sb-haltigen und spannungskompensierten Systemen entwickelt werden.