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Prof. C. von Borczyskowski Physik für CS +SK 48. Vorlesung Wiederholung: 52.0 Grenz- und Oberflächen 52.1 Oberflächenladung 52.2 Adsorbate 52.3 Austrittsarbeit 53.0. Nanomaterialien 53.1 Oberflächenstrukturen 53.2 Quantendots 53.3 Quantenwells 54.0 Festkörperanalytik 54.1 Spektroskopie 54.2 Streuexperimente 54.3 Kalorimetrie 54.4 Mikroskopie Verwendete Literatur: : Göpel/Ziegler Struktur der Materie Teubner 1993, Tipler Versuche:
Nano - Materialien
•Halbleiter Nanopartikel
•Quantum-Well-Strukturen
•Metallische Nanopartikel
SAM
Halbleiter Nanopartikel• Warum Nanopartikel ?
– Volumen – Oberflächenverhältnis– Qualitative Änderung von Eigenschaften
Caption: Micrograph of pyramid-shaped quantumdots grown from indium, gallium, and arsenic.Each dot is about 20 nanometers wide and 8 nanometers in height.
QD - Leuchtdioden
DEAK-LAM, Inc. New York.......Hong Kong........London
Lithography• Etch pillars in quantum well heterostructures
– Quantum well heterostructures give 1D confinement• Mismatch of bandgaps ⇒ potential energy well
– Pillars provide confinement in the other 2 dimensions• Electron beam lithography• Disadvantages: Slow, contamination, low density, defect formation
A. Scherer and H.G. Craighead. Fabrication of small laterally patterned multiple quantum wells. Appl. Phys. Lett., Nov 1986.
• Optische Eigenschaften von Halbleitern– Absorption, Emission, stimulierte Emission
• Lasereigenschaften• Halbleiterlaser• Quantenwell - Strukturen und Laser• Quantendot Laser
Diodenlaser
Halbleiter
Rekombination von Elektron-Loch Paaren
Energieschema einer GaAlP-Laserdiode. Die aktive Zone ist zwischen einer p- und einer n-dotierten Schicht eingeschlossen.
Bandlücken von Halbleitermaterialien
Laserkristall (GaAs)850 nm
homo hetero Doppel- hetero
Inversionsdichte
Miniaturisierung
Färbung von Glas
vorne: Goldrubinglas in Überfangtechnik mitte: Überfangkappen aus reinem Goldrubinglas, vor dem Sintern klar, nach dem Sintern rubinrot, hinten: Glas mit Färbung aus Silber-Nanopartikeln)(Hersteller: Nachtmann)