Growth and optical characterisation of nitride-based diluted magnetic semiconductors

Matthias Wegscheider

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeitBegutachtung

Abstract

Motivation für die vorliegende Arbeit ist die Entwicklung einer neuen Generation von Halbleitermaterialien, die neben ihren üblichen elektronischen Eigenschaften auch ferromagnetische Eigenschaften aufweisen. Mit Eisen dotiertes Galliumnitrid (GaN) kommt für die Realisierung von diluted magnetic semiconductors (DMS) und somit von solchen Anwendungen infrage. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der optischen Charakterisierung Eisen dotierter GaN Schichten mittels Photolumineszenz und Hochenergie-Ellipsometrie auseinander. Als Proben wurden neben den mit Eisen dotierten, deren Charakterisierung mittels Photolumineszenz im UV Bereich weitestgehend neuartig ist, auch mit Magnesium und Silizium dotierte bzw. undotierte GaN Schichten gewählt. Im Konkreten konnten aus der Auswertung der thermischen Abhängigkeiten der Energien und Intensitäten freier Exzitonen Informationen über Bandlücke, Aufspaltung des Valenzbandes, der Löchermasse und Auswirkungen von Spannungen auf die Bandstruktur gewonnen werden.<br />Ähnliche Auswertungen gebundener Exzitonen führten zu detaillierter Kenntnis über Energieniveaus vorliegender Dotierelemente nach der Regel von Haynes. Auswertungen von Donator-Akzeptor Übergängen und Defektband Lumineszenz führte zu weiteren Vorstellungen über optische Übergänge und kristalline Qualität unserer Proben.<br />Betreffend der mit Eisen dotierten Proben ermöglichten uns die Photolumineszenz Messungen, erste Ideen über die Lokalisierung von Eisen-Niveaus innerhalb der Bandlücke zu bekommen. Hochenergieellipsometrie-Messungen gaben Auskunft über Übergänge bei hohen Anregungsenergien und somit über die gesamte Bandstruktur von GaN.
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Bonanni, Alberta, Betreuer (extern), Externe Person
  • Teichert, Karl Christian, Betreuer (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 4 Okt. 2005

Schlagwörter

  • GaN
  • DMS
  • Eisen
  • Photolumineszenz
  • Spektroskopische Ellipsometrie

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