Piezospektroskopie und ab initio-Rechnungen an Kohlenstoff-Sauerstoff-Komplexen in Galliumarsenid

• Antragsteller: Professor Dr. Hans Christian Alt; Professor Dr. Alfred Kersch
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 188697224

Kohlenstoff-Sauerstoff- (C-O) und Bor-Sauerstoff-Komplexe (B-O) in Galliumarsenid (GaAs) sollen mittels Piezospektroskopie im Mittelinfraroten untersucht werden. Hintergrund ist das Interesse an den Wechselwirkungen zwischen leichten Elementen, die als Fremdatome in kommerziell verfügbarem GaAs, das nach dem Czochralski-Verfahren (LEC) oder nach dem vertikalen Bridgman-Verfahren (VGF) gezüchtet werden, entweder verfahrensbedingt vorkommen oder zur Einstellung bestimmter elektrischer Eigenschaften absichtlich zugegeben werden. Die mikroskopische Struktur der benannten Spezies ist nicht bekannt. Unter uniaxialem Druck in den kristallographischen Richtungen [100]-, [110]- und [111] spalten die vibronischen Übergänge, d. h. die mit FTIR-Spektroskopie im Bereich von 1800 - 2100 cm-1 zu beobachtenden Absorptionsbanden, auf, da die Orientierungsentartung ganz oder teilweise aufgehoben wird. Anhand der Aufspaltungsmuster lässt sich eindeutig die Punktsymmetrie der Defekte bestimmen. Ergänzend werden Rechnungen zu den Eigenschaften des C-O-Komplexes auf der Grundlage der Dichtefunktionaltheorie durchgeführt werden. Hierbei sollen der energetisch günstigste Ladungszustand in Abhängigkeit von der Fermi-Energie wie auch die zugehörigen Schwingungsfrequenzen berechnet werden. Aus dem Vergleich zwischen Experiment und Theorie wird ein Vorschlag zur Defektstruktur des C-O-Komplexes in Galliumarsenid entwickelt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Institution: Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB)