Current transport in InGaAs quantumwells

Abstract

Plasma Instabilitäten (PI) in Halbleitern bieten eine potentielle und kontrollierte Möglichkeit Terahertzstrahlung zu erzeugen. Eine PI tritt auf, wenn zwei Intersubband Plasmonen (ISP) sich in Resonanz befinden. Ziel dieser Arbeit war es in unterschiedlichen, differenziert betrachteten Quantentöpfen das Auftreten von ISP zu untersuchen und nachzuweisen. Vor diesem Hintergrund wurden spezifische Nanostrukturen entworfen, prozessiert und im Verlauf der Arbeit näher untersucht. Zielsetzung war es daher zu den theoretischen Vorhersagen über das Auftreten von resonanten ISP's einen experimentellen Beweis zu liefern.<br />ISP treten nur unter bestimmten Bedingungen auf, die z.B. in einem Quantentopf mit drei diskreten Energieniveaus erfüllt werden können. Als Signum dieses Effektes zeigt sich in der Strom-Spannungs-Kennlinie in einem bestimmten Spannungsbereich ein stark erhöhter Strom. Im Rahmen der Arbeit wurden mehrere Proben an Hand dieser Transporteigenschaften charakterisiert und es konnte eindeutig die Existenz von resonanten ISP's nachgewiesen werden.

The controlled excitation of Plasma instabilities (PI) in semiconductors offers the possibility of coherent THz sources. If an excitation of two intersubband plasmons (ISP), which get under special conditions in resonance, takes place, a PI can occur. The aim of the present work was the investigation for the evidence of the appearance of ISP in specially designed quantum well structures. The goal was to deliver an experimental evidence of the occurrence of an ISP resonance, based on theoretical predictions.<br />An ISP resonance effect only occurs under special conditions, which can for example be reached in a quantum well with three confined energy levels. A symptom for this effect is a strong increase in current that is seen in the IV curves within a certain bias range. In the present work several samples were characterized by transport studies, and a clear evidence of resonant ISP was found.