Optische Polarisationsabhängigkeit semipolarer und nonpolarer InGaN-Quantenfilme und ihre Ladungsträgerstatistik

Polare InGaN-Quantenfilme mit [0001]-Wachstumsrichtung finden als Herzstücke von Leuchtdioden und Halbleiterlasern im blauen und grünen Spektralbereich eine stetig größere Verbreitung. Nichtsdestotrotz existieren nach wie vor offene Fragestellungen zu grundlegenden physikalischen Zusammenhängen und Effekten. Diese Arbeit versucht einen Beitrag dazu zu leisten, die optische Polarisation der Emission von InGaN-Quantenfilmen mit generalisierter Wachstumsrichtung (? [0001]) zu verstehen und zu beschreiben. Die physikalischen Eigenschaften dieser sogenannten semipolaren und nonpolaren Wachstumsrichtungen werden durch den Ansatz der k ·p-Näherung detailliert betrachtet, Messgrößen abgeleitet und diese experimentell bei T = 10K gezeigt. Darauf aufbauend wird anhand von nonpolaren Quantentrögen eine Möglichkeit herausgearbeitet statistische Effekte, die aufgrund des Pauli-Verbotes bei Erhöhung der Ladungsträgerdichte in Quantenfilmen bei Raumtemperatur auftreten, zu betrachten und zu beschreiben.

Klappentext

Polare InGaN-Quantenfilme mit [0001]-Wachstumsrichtung finden als Herzstücke von Leuchtdioden und Halbleiterlasern im blauen und grünen Spektralbereich eine stetig größere Verbreitung. Nichtsdestotrotz existieren nach wie vor offene Fragestellungen zu grundlegenden physikalischen Zusammenhängen und Effekten. Diese Arbeit versucht einen Beitrag dazu zu leisten, die optische Polarisation der Emission von InGaN-Quantenfilmen mit generalisierter Wachstumsrichtung (? [0001]) zu verstehen und zu beschreiben. Die physikalischen Eigenschaften dieser sogenannten semipolaren und nonpolaren Wachstumsrichtungen werden durch den Ansatz der k ·p-Näherung detailliert betrachtet, Messgrößen abgeleitet und diese experimentell bei T = 10K gezeigt. Darauf aufbauend wird anhand von nonpolaren Quantentrögen eine Möglichkeit herausgearbeitet statistische Effekte, die aufgrund des Pauli-Verbotes bei Erhöhung der Ladungsträgerdichte in Quantenfilmen bei Raumtemperatur auftreten, zu betrachten und zu beschreiben.