Münster 1997 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 4: Diamant

HL 4.5: Talk

Monday, March 17, 1997, 11:30–11:45, H3

Defektspektroskopie und Bestimmung der Elektronendiffusionslänge von Diamant mit Hilfe der Photoelektronenausbeutespektroskopie — •J. Ristein, W. Stein, F. Maier und L. Ley — Institut für Technische Physik, Universität Erlangen-Nürnberg, Erwin-Rommel-Straße 1, 91058 Erlangen

Diamant ist das bisher einzig bekannte Material, dessen Oberfläche nach geeigneter Präparation eine wahre ngegative Elektronenaffinität (NEA) aufweist. In diesem Zustand können Elektronen vom Leitungsbandminimum ins Vakuum austreten, ohne an der Oberfläche eine weitere Potentialbarriere überwinden zu müssen. Die Photoelektronenausbeutespektroskopie ist dann nicht mehr durch die ineleastische Streulänge der Elektronen auf einen oberflächennahen Bereich begrenzt, sondern eine volumensensitive Methode, die ähnlich wie die Photoleitung zur Spektroskopie von Defekten benutzt werden kann. Photoelektronen-Ausbeutespektren von Diamant mit NEA, die mit einer Dynamik von acht Größenordnungen im Spektralbereich von 2.0 bis 6.2 eV gemessen wurden, zeigen tatsächlich Anregungsschwellen, die Defektnivieaus 2.0 und 4.1 eV unterhalb des Leitungsbandminimums entsprechen. Im bandkantennahen Bereich ist neben der defektbedingten Photoelektronen- Ausbeute auch Emission aufgrund der Erzeugung von Exzitonen zu beobachten. Aus der Analyse beider Emissionskanäle in einem einfachen Diffusionsmodell läßt sich die Diffusionslänge der Elektronen bestimmen.