Spektroskopische Untersuchung zum Einbauverhalten des Stickstoffs in den ternären und quaternären Legierungssystemen GaAs1-xNx und InyGa1-yAs1-xNx

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Die ternären und quaternären Legierungen GaAs1-xNx und InyGa1-yAs1-xNx haben in jüngster Zeit international große Beachtung gefunden als Ausgangsmaterial für Halbleiterlaser im Wellenlängenbereich von 1.3 bis 1.55 µm und für hocheffiziente Solarzellen. Die epitaktisch hergestellten Schichten können Stickstoff bis zu 5% (x=0.05) enthalten. Stickstoffeinbau führt zu einer starken Reduktion der fundamentalen Bandlücke, deren Ursache derzeit intensiv diskutiert wird. Die mikroskopische Defektstruktur des Stickstoffs, insbesondere die Wechselwirkung mit Indium, ist unklar. In diesem Vorhaben wird die FTIR-Absorptionsspektroskopie an lokalisierten Schwingungen des Stickstoffs ausgenutzt werden, um Strukturinformationen über stickstoffhaltige Komplexe in den genannten Legierungen zu gewinnen. Dazu sollen durch gezielte Implantationsexperimente mit N, B und In in Kombination mit dem Ausheilverfahren durch Blitzlampen spezifische Defekte erzeugt werden. Basierend auf der Kenntnis der isolierten Schwingungen von Stickstoff und Bor werden im ersten Schritt N-B-Wechselwirkungen untersucht werden, um zu einem Modell des Einflusses der Substitution der GaMatrixatome durch massenverschiedene Elemente auf die Schwingung des Stickstoffs zu gelangen. Im zweiten Schritt sollen dann durch Koimplantation von Stickstoff und Indium sowie durch Implantation von Stickstoff in InGaAs-Schichten N-In-Komplexe erzeugt werden, um die N-In-Wechselwirkung zu analysieren und Aussagen zum mikroskopischen Einbauverhalten des Stickstoffs im quaternären System treffen zu können.