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HL: Halbleiterphysik

HL 37: Unordnung und Wechselwirkung

HL 37.5: Talk

Thursday, March 29, 2001, 16:30–16:45, S16

Hyperfeinwechselwirkung von dangling bonds in amorphem Germanium — •T. Graf¹, M.S. Brandt¹, M. Stutzmann¹, T. Ishikawa² und K.M. Itoh² — ¹Walter Schottky Institut, TU-München, Am Coulombwall, 85748 Garching — ²Department of Applied Physics, Keio University, Yokohama, 223 Japan

Neben dem g-Faktor und der Defektdichte läßt sich durch Elektronenspinresonanz die Hybridisierung und Ausdehnung einer ungesättigten Bindung in amorphen Halbleitern anhand ihrer Wechselwirkung mit benachbarten Kernspins untersuchen. Im Fall des amorphen Germaniums wird die Beobachtung einer aufgelösten Hyperfeinfechselwirkung durch die geringe natürliche Häufigkeit des einzigen Ge-Isotops mit Kernspin ⁷³Ge erschwert. Dessen hohe Spinquantenzahl I=9/2 und die schwache Lokalisierung lassen eine große Anzahl von überlappenden Resonanzlinien erwarten. Zur Klärung dieser Fragen haben wir Messungen an „isotope-engineered“ a-Ge Schichten durchgeführt.

Wir berichten zunächst über Messungen an isotopenreinen a-⁷⁰Ge Schichten bei unterschiedlichen Mikrowellenfrequenzen, durch die der Einfluß von Spinlebensdauer, g-Faktor-Verteilung und -Anisotropie auf die Linienbreite erstmals ohne den Einfluß der Kernspins bestimmt werden können. Weiterhin beobachten wir an amorphen Germanium-Schichten, die im Bereich von 0-100% mit ⁷³Ge angereichert wurden, eine Verbreiterung der Ge-Spinresonanzlinie bei 9 GHz von 40G bis auf 300G. Im Rahmen eines einfachen Modells wird schließlich aus diesen Messungen die Ausdehnung der dangling bond-Wellenfunktion abgeschätzt und mit Ergebnissen aus Transportuntersuchungen verglichen.