Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 4: Diamant

HL 4.9: Vortrag

Montag, 17. März 1997, 12:30–12:45, H3

Kathodolumineszenzuntersuchungen von Isotopeneffekten in
Diamant — •T. Ruf¹, M. Cardona¹, H. Sternschulte², S. Wahl², K. Thonke², R. Sauer² und T. R. Anthony³ — ¹MPI-FKF, Heisenbergstr. 1, 70569 Stuttgart — ²Abt. Halbleiterphysik, Univ. Ulm, 89081 Ulm — ³General Electric, Schenectady, NY 12309, USA

Wir berichten über Kathodolumineszenzmessungen an einer Serie von ¹²C_x¹³C_1−x-Diamanten mit kontrollierter Isotopenzusammensetzung (x ≃ 1.1, 14.8, 30.7, 47 und 97.6 %). Die Energie der Bor-gebundenen exzitonischen Lumineszenz ändert sich zwischen ¹²C und ¹³C linear. Innerhalb der Meßgenauigkeit gibt es keine Krümmung der Energieverschiebung, wie man sie z. B. durch eine nichtlineare Änderung der Gitterkonstanten erwarten würde [1]. Aus der phononassistierten indirekten Lumineszenz erhält man den Beitrag der Isotopenunordnung zur Energie verschiedener Gitterschwingungen innerhalb der Brillouinzone, die mit Ramanstreuung nicht direkt zugänglich sind. Dieser Effekt ist für das longitudinal-optische Phonon bei 0.76 X positiv und mit dem Wert am Zonenzentrum vergleichbar. Die Energie der transversal-optischen Mode an diesem Punkt hingegen geht durch die Isotopenunordnung leicht zurück. Das transversal-akustische Phonon wird nicht beeinflußt. Diese Beobachtungen sind in guter Übereinstimmung mit Berechnungen der Phononselbstenergie und ermöglichen eine experimentelle Überprüfung ihrer Frequenzabhängigkeit.

[1] T. Yamanaka et al., Phys. Rev. B 49, 9341 (1994).