Hintergrund
Moderne optoelektronische Geräte basieren auf Halbleiterheterostrukturen, die den Prozess der sog. Elektron-Loch- Paar-Annihilation verwenden. Insbesondere polare Materialien ermöglichen dabei eine Vielzahl von klassischen und sogar quantenmechanischen Lichtquellen. Die größte Herausforderung, die inhärente elektrische Kristallpolarisation, solcher Materialien bleibt jedoch bislang ungelöst.
Hiermit wird ein neuer Ansatz zum Einstellen dieser Polarisationseffekte bereitgestellt, der den Beginn einer völlig neuen Klasse ultraschneller und effizienter Geräte, die auf jedem polaren Material basieren können, markiert.
Technische Beschreibung
Frühere Forschungen haben sich auf weniger polare Kristallebenen oder die Stabilisierung von unnatürlichen Phasen konzentriert, konnten jedoch nie die industrielle Reife erlangen. Der neue Ansatz führt nun eine Sequenz reverser Grenzflächen ein, um diese Polarisationseffekte zu kompensieren, während die polare, natürliche Wachstumsrichtung des Kristalls beibehalten wird.
Dieser Ansatz kann auf alle etablierten industriellen Prozesse adaptiert werden, da er eine Einstellung der Polarisation ermöglicht. Als Ergebnis werden nicht nur die Zerfallsraten der Strahlungs-Exzitonen signifikant erhöht, sondern auch das elektrische Potential als abstimmbarer Parameter festgelegt. Die optischen Signaturen von (Quanten-) Lichtquellen, die auf solchen polaren Heterostrukturen basieren, sind von den schädlichen Effekten der Kristallpolarisation entkoppelt.
Anwendungsmöglichkeiten
Das System kann in kantenemittierenden Lasern, LEDs, einzelnen Photonenquellen mit verschiedenen Wellenlängen oder in beliebigen anderen (Quanten-)Lichtquellen verwendet werden.
QD (Quantum Dots) Struktur mit dem IFGARD. d) Schichtfolge des 2D-Scans, e) Konturdiagramme der Summe des piezo- und pyroelektrischen Potentials, f) Nachweis eines konstanten Potentials in den Bandkantenscans entlang der C-Achse durch das QD-Zentrum
