DFG-Sachbeihilfe: Abstimmbare Quanten-Photoleiter für effiziente THz-Schalter (QPC-Switch)

Ziel ist die Untersuchung eines neuartigen Ansatzes für photoleitende Strukturen basierend auf Multiquantent?pfen für ultraschnelle optische Schaltzeiten von <1ps. Diese sollen auf ihre Eignung als THz-Emitter und Detektoren hin untersucht werden. Die photoleitenden Schalter werden so ausgelegt, dass sie ultrakurze Laserpulse mit Zentralwellenl?ngen um 1550 nm absorbieren und unbeleuchtet semi-isolierenden sind. Die optisch erzeugten Ladungstr?ger werden durch die ?u?ere Vorspannung beschleunigt, wobei der so erzeugte Strompuls durch schnellen Ladungstr?gereinfang zeitlich limitiert und der semi-isolierende Zustand wieder hergestellt werden soll. Die so erzeugten ultrakurzen Strompulse k?nnen zur Erzeugung von EM-Strahlung mit Frequenzen im THz-Bereich verwendet werden. Die zentrale Herausforderung wird es sein, Strukturen zu entwickeln, welche sowohl eine hohe Mobilit?t als auch kurze Ladungstr?gerlebensdauern besitzen. Diese zun?chst widersprüchlichen Anforderungen sollen erreicht werden, indem die Struktur in zwei Bereiche unterteilt wird: Eine Region mit hoher Dotierung zur Erzeugung tiefer St?rstellen für den Ladungstr?gereinfang und eine nicht dotierte Region mit hoher Mobilit?t. Die Auslegung erfolgt so, dass Elektronen im Grundzustand (1.Subband) einen gro?en Wellenfunktionsüberlapp mit der hochdotierten Region besitzen, wohingegen Elektronen im ersten angeregten Zustand (2.Subband) stark in der Region mit hoher Mobilit?t lokalisiert sind. Der Antrag beinhaltet drei Ziele: Die Untersuchung von Fe als tiefe St?rstelle in InGaAs/InAlAs Heterostrukturen, die Untersuchung von Ru und Rh als exotische, tiefe St?rstellen und die Optimierung der Gesamtstruktur für den Einsatz als THz-Emitter und -Detektor.