Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 23: II-VI Halbleiter
HL 23.7: Vortrag
Dienstag, 12. März 2002, 16:45–17:00, H17
Optische Eigenschaften der isoelektronischen Störstelle HgZn in ZnO — •Th. Agne1, M. Dietrich1, J. Hamann1, F. Wagner1, H. Wolf1, Th. Wichert1 und ISOLDE Kollaboration2 — 1Technische Physik, Universität des Saarlandes, D-66123 Saarbrücken, Germany — 2CERN, EP Division, CH-1211 Geneve 23, Switzerland
ZnO-Einkristalle wurden mit radioaktivem 197Hg implantiert. Nach Tempern wird in Photolumineszenz-Experimenten bei 1,6 K zwischen 3,28 eV und 2,85 eV eine neue Bande beobachtet, deren Intensität mit dem radioaktiven Zerfall des 197Hg abnimmt. Die zeitliche Intensitätsänderung zeigt, dass ein isoliertes Hg-Atom diese Bande verursacht. Die Nullphonon-Linie (A) wird bei 3,276 eV, d.h. 0,18 eV unterhalb der Bandkante, beobachtet. Aus ihren Eigenschaften ergibt sich, dass es sich um ein Exziton handelt, das an der isoelektronischen Störstelle HgZn gebunden ist. Die charakteristische Struktur der Hg-Bande ist auf eine starke Kopplung mit akustischen Phononen zusätzlich zu den LO-Phononen zurückzuführen. Neben der Nullphonon-Linie wird eine zweite Linie (B) bei einer um 5,7 meV geringeren Energie beobachtet, die aufgrund des energetischen Abstandes nicht auf eine Phononenreplik zurückgeführt werden kann. Es wird angenommen, dass es sich bei den Linien A und B um Zustände unterschiedlicher Drehimpuls-Kopplung von Elektron und Loch handelt. An anionischen isoelektronischen Störstellen sind gebundene Exzitonen für unterschiedliche III-V und II-VI Halbleiter bekannt (GaP:N, ZnTe:O, CdS:Te, ...). Hier wurde erstmals an einer kationischen isoelektronischen Störstelle ein gebundenes Exziton beobachtet. Gefördert durch das BMBF, Projektnummer WI5SAA.