Berlin 2008 – wissenschaftliches Programm

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DS: Fachverband Dünne Schichten

DS 17: Poster: Trends in Ion Beam Technology, Magnetism in Thin Films, Functional Oxides, High-k Dielectric Materials, Semiconductor Nanophotonics, Nanoengineered Thin Films, Layer Deposition Processes, Layer Growth, Layer Properties, Thin Film Characterisation, Metal and Amorphous Layers, Application of Thin Films

DS 17.65: Poster

Dienstag, 26. Februar 2008, 09:30–13:30, Poster A

Dielektrische Bragg–Spiegel für Zinkoxid–Mikrokavitäten — •A. Dempewolf, A. Franke, A. Diez, B. Diez, J. Bläsing, T. Hempel, J. Christen und A. Krost — Institut für Experimentelle Physik, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Deutschland

Zur Herstellung von ZnO-basierten Mikrokavitäten sowie Polaritonen-Lasern werden qualitativ hochwertige Bragg-Spiegel (DBR) benötigt. Das epitaktische Wachstum dieser auf Grundlage von MgZnO gestaltet sich jedoch schwierig. Eine Alternative bietet die Verwendung von dielektrischen Materialien. Es wurden dielektrische DBRs bestehend aus λ/4 – Tantal(V)- und Silizium(IV)oxid-Schichten auf Silizium-Substrat mittels Elektronenstrahlverdampfen abgeschieden. Aufgrund der hohen Brechungsindexdifferenz beider Materialien von 0,6 im Bereich der exzitonischen Lumineszenz von ZnO (I₈= 3,36 eV) konnten bereits bei 10,5 Schichtpaaren eine Reflektivität von über 99,5 % und eine Weite des Stoppbandes von 540 meV erreicht werden. Vergleichend dazu erfolgte die Herstellung der DBRs basierend auf den hochbrechenden Materialien Hafnium(IV)- und Zirkon(IV)oxid. In einem weiteren Schritt wurden auf einen 10,5 - paarigen unteren Spiegel eine 3 λ/2–Silizium(IV)oxid-Kavität und ein 10 - paariger oberer Spiegel abgeschieden. Das Reflexionsspektrum weist eine Kavitätsmode bei 3,28 eV mit einem Q-Faktor von 130 auf. Ein effizientes optisches Pumpen der aktiven Zone wird durch eine hohe Transmission im Bereich der HeCd-Laserlinie bei 3,81 eV ermöglicht. Zum Erzielen einer starken Licht-Materie-Kopplung wurde eine gesputterte ZnO-Schicht als aktives Medium in die Struktur integriert.