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B4: Lateraler Transport in oxidischen Feldeffekt-Strukturen

Es sollen polare (Mg,Zn)O/ZnO Quantengrabenstrukturen genutzt werden, um in diesen nur eine Ladungsträgersorte (insbesondere Löcher) nach optischer Anregung zu lokalisieren. Die Lebensdauer dieser lokalisierten Ladungsträger wird für verschiedene Geometrien der (Mg,Zn)O/ZnO Quantengräben (symmetrischer, asymmetrischer und einseitig gradierter, asymmetrischer Quantengraben) untersucht. Dazu wird die strahlende Rekombination und der laterale Transport der optisch generierten Ladungsträger zeitaufgelöst studiert und jeweils die Zerfallszeit aus diesen Messungen bestimmt. Es gilt die Quantengrabengeometrie zu finden, für die der Unterschied der beiden bestimmten Zerfallszeiten maximal ist, da dies ein klares Indiz für das präferentielle Tunneln einer Ladungsträgersorte aus dem Quantengraben bzw. dem Verbleib der anderen Sorte im Graben ist. Nachdem es gelungen ist, ein Lochgas zu lokalisieren, wird in einem nächsten Schritt geprüft, ob es eine über das lokalisierte Lochgas vermittelte magnetische Kopplung zwischen in den Quantengraben eingebrachte magnetische Ionen gibt. Dies stellt einen neuen, Grenzflächen-basierten Ansatz (genannt polarization field-induced magnetic coupling) zur Realisierung von verdünnten ferromagnetischen, weitbandlückigen Halbleitern wie ZnO dar. Für die Realisierung von einseitig gradierten, asymmetrischen Quantengräben sollen erstmalig in der Arbeitsgruppe radial segmentierte Targets in der Laserplasmaabscheidung eingesetzt werden. Durch eine gesteuerte vertikale Verschiebung eines solchen Targets ist es möglich, definierte Kompositionsgradienten in Wachstumsrichtung zu realisieren. Weiter soll die Grundzustandsenergie von symmetrischen Quantengräben als Funktion des über den Graben anliegenden elektrischen Feldes ermittelt werden, um daraus die Polarisierbarkeit des Grundzustandes von (Mg,Zn)O Quantengräben für verschiedene Breiten und Höhen des Quantengrabens experimentell zu bestimmen.