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Zeitliche Dynamik von magneto-optisch induzierten Photoströmen in GaAs

22.11.2013

Untersuchungen der zeitlichen Dynamik von magneto-optisch induzierten Photoströmen in Halbleitern zeigen, dass die Dynamik von der Polarisation der Anregungspulse abhängt.

Rein optische Anregung eines Halbleiterkristalls kann zu Photoströmen führen, die auf nichtlineare optische Effekte zurückgeführt werden können. Bringt man den Kristall in ein externes Magnetfeld, können zusätzliche Stromkomponenten entstehen. Der bekannteste dieser Ströme ist der sogenannte Hallstrom. In Kristallen ohne Punktsymmetrie, wie GaAs, können zudem auch Ströme auftreten, die nur aufgrund des Magnetfeldes existieren. Diese zusätzlichen Ströme werden auch als magneto-optisch induzierte Photoströme bezeichnet. Der mikroskopische Ursprung dieser Ströme hängt dabei von der Kristallsymmetrie und den experimentellen Bedingungen ab. An der PTB wurde speziell orientiertes Galliumarsenid (GaAs) als Halbleitermaterial im Hinblick auf magneto-optische Photoströme untersucht.

Die durch ultrakurze Laserpulse angeregten magneto-optischen Ströme erzeugen Strahlung im Terahertz-Frequenzbereich, die durch elektrooptische Abtastverfahren nachgewiesen wurde. Durch Analyse der Terahertz-Strahlung konnten dann detaillierte Aussagen über die zeitliche Dynamik der erzeugten Ströme getroffen werden. In den Experimenten zeigte sich dabei eine deutliche Änderung der zeitlichen Dynamik der Ströme in Abhängigkeit der optischen Polarisation der Anregungslaserpulse. Diese Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis der mikroskopischen Ursprünge der magneto-optischen Ströme und allgemein der Licht-Materie-Wechselwirkung in Halbleitern bei.

 

 

 

Ansprechpartner: C. B. Schmidt
Fachbereich 2.5: Halbleiterphysik und Magnetismus