Einfluss von Phononen auf optische Übergänge in Halbleiterquantenpunkten

Halbleiterquantenpunkte zeichnen sich durch die räumliche Einschränkung in allen drei Raumrichtungen aus. Die daraus resultierenden nulldimensionalen Strukturen haben durch ihre diskreten Energieniveaus besondere optische Eigenschaften, welche durch Vielteilcheneffekte stark beeinflusst werden.
Speziell die Wechselwirkung mit Gitterschwingungen (Phononen) führt zu vielfältigen, temperaturabhängigen Signaturen, die sich unter anderem in Absorptionsspektren und nichtlinearen optischen Spektren manifestieren.

• Ein Quantenpunkt ist eine nulldimensionale Struktur mit diskreten Energieniveaus.
• Interbandübergänge liegen im optischen Bereich mit einer Bandlücke, die wesentlich größer ist als die Energien der Phononen.
• Intrabandübergänge liegen im Terahertzbereich und damit in der Größenordnung der Phononenergien.
• In Absorptionsspektren sind Phononensignaturen sichtbar.
• In Interbandsystemen assistieren akustische Phononen optischen Übergängen und führen so zu ausgeprägten Seitenbanden.
• Optische Phononen können Intrabandübergänge anregen. Die starke Kopplung führt zu neuen Quasiteilchen, die anhand der spektralen Aufspaltung sichtbar werden.

Marten Richter
Andreas Knorr