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HL: Halbleiterphysik

HL 2: Störstellen I

HL 2.10: Vortrag

Montag, 17. März 1997, 12:45–13:00, H1

Isolierte Wasserstoff-Moleküle in Galliumarsenid — •Jörg Weber³, Jürgen Vetterhöffer¹ und Joachim Wagner² — ¹Wacker Siltronic Corporation, P.O. Box 83180, Portland, OR 97283-0180, U.S.A. — ²Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik, Tullastr. 72, 79108 Freiburg i. Br. — ³Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Postfach 80 06 65, 70506 Stuttgart

Wir haben Wasserstoff-Moleküle in kristallinem Galliumarsenid durch Raman-Streuung nachgewiesen. Nachdem verschiedene GaAs-Proben für kurze Zeit einem Wasserstoff-Plasma ausgesetzt wurden, lassen sich bei tiefen Temperaturen sehr scharfe Ramanlinien nachweisen, die für isolierte Wasserstoffmoleküle charakteristisch sind. Bei T = 77 K läßt sich nach einer H₂-Plasmabehandlung ein Liniendublett bei 3925.9 cm⁻¹ und 3934.1 cm⁻¹ nachweisen, während eine D₂-Plasmabehandlung eine einzige Linie bei 2842.6 cm⁻¹ zeigt. Wird schließlich ein H₂-/D₂-Gemisch im Plasma eingesetzt, so tritt zusätzlich eine vierte Ramanlinie bei 3446.5 cm⁻¹ auf. Wir ordnen diese Linien Raman-aktiven Schwingungs-Rotations-Übergängen von einzelnen H₂-, D₂-, bzw. HD-Molekülen im GaAs-Kristall zu. Die Aufspaltung des H₂-Signals in ein Dublett erklären wir durch das Vorhandensein von ortho- und para-Wasserstoff im thermischen Nichtgleichgewicht. Das gemessene Intensitätsverhältnis von 3:1 entspricht dem, das man bei Raumtemperatur erwartet.