title: Linear and Nonlinear Optical Properties of Germanium and Dilute Nitride Containing Semiconductors
title: Lineare und nichtlineare optische Eigenschaften von Germanium und verdünnt stickstoffhaltigen Halbleitern
Creators: name: Springer, Phillip
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: Vielteilchentheorie
Physics
Physik
Halbleiter
Theoretische Physik
Therahertz Spektroskopie
semiconductor , theoretical physics
Exziton , Photolumineszenz
Optische Eigenschaft
Niederdimensionaler Halbleiter
exciton
optical properties
terahertz spectroscopy

description: The description of the interaction
      between light and matter is the basis of our understanding of
      the electro-optical properties of semiconductors. It is of
      special importance for semiconductor laser systems. The gain
      medium of these systems is described with the help of a
      microscopic many-body theory. In this work, such a theory is
      applied to calculate the photoluminescence of dilute nitride
      containing semiconductors. Theory-experiment comparisons
      enable the determination of formerly controversially
      discussed system parameters of this material class, which
      represents a promising candidate for more efficient lasers.
      It is shown that the discontinuity of a GaAs/Ga(NAs)
      interface is type I. Similarly, a microscopic theory can be
      applied to calculate the absorption of semiconductors. In
      this work, the coherent absorption of pump-probe experiments
      in Ge and (GaIn)As quantum wells is modeled. The experimental
      findings are reproduced if different dephasing mechanisms are
      assumed for the samples; a consequence of the different
      nature of the band gap (direct or indirect). Additionally,
      the terahertz absorption for indirect semiconductors is
      modeled. For this purpose, the microscopic many-body theory
      is extended to include systems with mass anisotropy. On the
      example of Ge and Si, it is shown that as a result of the
      mass anisotropy, two distinct resonances appear in the
      terahertz absorption spectrum.
description: Die Beschreibung der
      Wechselwirkung zwischen Licht und Materie bildet die
      Grundlage für das Verständnis der elektro-optischen
      Eigenschaften von Halbleitern. Von Bedeutung sind diese
      besonders für Halbleiterlasersysteme. Deren
      Verstärkungselement kann mit Hilfe einer mikroskopischen
      Vielteilchentheorie beschrieben werden. In dieser Arbeit wird
      eine solche Theorie angewendet, um die Photolumineszenz von
      verdünnt stickstoffhaltigen Halbleitern zu simulieren.
      Zusammen mit einem Theorie-Experiment-Vergleich ermöglicht
      dies die Bestimmung von vorher umstrittenen Systemparametern
      in einer Materialklasse, die einen vielversprechenden Zugang
      zu effizienteren Lasern darstellt. Es wird gezeigt, dass die
      Diskontinuität an einer GaAs/Ga(NAs) Grenzschicht vom Typ I
      ist. Ebenso lässt sich das Absorptionsverhalten von
      Halbleitern unter Zuhilfenahme einer mikroskopischen
      Vielteilchentheorie berechnen. In dieser Arbeit wird die
      kohärente Absorption von Ge und (GaIn)As Quantenfilmen in
      einem Anrege-Abfrage Experiment modelliert. Die
      experimentellen Befunde lassen sich dabei durch
      Dephasierungsmechanismen erklären, deren Ursache sich in der
      Art der Bandlücke (direkt oder indirekt) findet. Darüber
      hinaus wird für indirekte Halbleiter das Terahertz
      Absorptionsspektrum simuliert. Zu diesem Zweck wird die
      mikroskopische Vielteilchentheorie für Systeme mit
      ausgeprägter Massenanisotropie erweitert. Am Beispiel von Ge
      und Si wird als Konsequenz der Massenanisotropie eine
      Doppelresonanzstruktur beobachtet.