Bildung und Struktur von Stickstoff-Wasserstoff-Komplexen in GaAs1-xNx

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Verdünnte Nitiride ¿ insbesondere das Legierungssystem (Ga,In)(As,N) ¿ haben weltweit in jüngster Zeit sowohl aus theoretischer als auch experimenteller/anwendungsorientierter Sicht große Beachtung gefunden. Der Einfluss des Stickstoffeinbaus ¿ wie die enorme Verringerung der fundamentalen Bandlücke und die Zunahme der effektiven Elektronenmasse ¿ kann durch Wasserstoffpassivierung rückgängig gemacht werden. Details, insbesondere die mikroskopische Struktur der Stickstoff-Wasserstoff-Komplexe, sind unklar und werden derzeit intensiv diskutiert. Durch IR-Absorptionsspektroskopie an den lokalisierten (LVM-Spektroskopie) des Wasserstoffs können Stickstoff-Wasserstoff-Komplexe bei tiefen Temperaturen mit hoher Empfindlichkeit nachgewiesen werden. Diese in der Arbeitsgruppe betriebene Methode steht im Fokus des Projekts, um detaillierte Informationen über die Bildung und Struktur der Komplexe in den genannten Legierungen zu gewinnen. Dazu wird in ersten Phase auf der Grundlage von GaAs-1-xNx-Schichten (epitaktisch gewachsen oder ionenimplantiert und getempert) und der zur Verfügung stehenden Wasserstoff-Plasmaquelle ein Verfahren zur Wasserstoff-Beladung entwickelt. Anschließend werden selektiv Wasserstoff- und Deuteriumplasmen eingesetzt, um mit Hilfe des Isotopeneffekts Aufschlüsse über die lokale Struktur der Stickstoff-Wasserstoff-Komplexe zu gewinnen. Die abschließende Erweiterung der Untersuchungen auf entsprechende Komplexe in quaternären Schichten (z.B. InGaAsN) stützt sich auf die LVM-Frequenzverschiebungen durch vibronische Kopplung mit der lokalen Defektumgebung.