FOR 506:  Physics of nitride-based, nanostructured, light-emitting devices

• Fachliche Zuordnung: Physik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470211

Ziel ist die Entwicklung neuer, nanostrukturierter Lichtemitterstrukturen basierend auf den Gruppe-III Nitriden-- InGaN/GaN Quantenpunkt-Laser-- Oberflächenemitterender Laser (VCSEL)für den blauen Spektralbereich.Die den selbst organisierten und/oder nanostrukturierten Bauelementen zugrunde liegenden physikalischen Prozesse werden gemeinsam untersucht von den Arbeitsgruppen Halbleiter-epitaxie, der Oberflächenphysik, der Transmissionselektronenmikroskopie und der Halbleiter-spektroskopie. Eine sehr enge Wechselwirkung mit der Theorie wurde etabliert. Diese beinhaltet Wachstumssimulationen und den Einfluss der Dotierung, Berechnungen der elektronischen Eigenschaften von Quantenpunkten und die mikroskopische Theorie nanostrukturierter Laser.Die Forschergruppe hat sich, auch im Vergleich mit führenden internationalen Gruppen, ambitionierte Ziele auf dem Gebiet der bauelemente-orientierten Grundlagenforschung bei Lichtemittern auf Nitridbasis gestellt. Die angestrebten Strukturen sind Ziel weltweiter Untersuchungen und konnten bisher nicht realisiert werden.Bezüglich eines blau emittierenden Quantenpunktlasers gilt es, das selbst organisierte Wachstum von InGaN Dots zu verstehen. Diese wachsen sowohl mittels Molekularstrahl-epitaxie (MBE) als auch metallorganischer Dampfphasenabscheidung (MOVPE). Insbesondere die Bildung der Quantenpunkte und die Prozesse beim Überwachsen müssen besser verstanden werden, wobei die Mikro-Lumineszenz eine wichtige Rolle spielt. Parallel dazu werden die Eigenschaften der Dots modelliert.Für einen monolithischen VCSEL sind DBR-Spiegel (distributed Bragg-reflectors) hoher Reflektivität erforderlich. Ein neuartiges Herangehen, welches hierfür GaN und ein Supergitter aus AlN/GaN verwendet, wurde erfolgreich getestet und ergab bereits Reflektivitäten von 89%. Die Wachstumsaktivitäten werden von Simulationen und strukturellen Untersuchungen begleitet.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Calculation of the electronic energy eigenvalues and eigenstates and Coulomb and dipole matrix elements for realistically modelled quantum dots (Antragsteller Czycholl, Gerd )
• Defects, chemistry and ordering in nitride nanostructures (Antragsteller Rosenauer, Andreas )
• Growth and characterization of short-wavelength surface emitting lasers based on GaN (Antragsteller Hommel, Detlef )
• Growth modes and interfaces of InGaN nanostructures by planar and cross-sectional STM (Antragsteller Falta, Jens )
• Microscopic theory of nanostructured laser devices with short-wavelength emission (Antragsteller Jahnke, Frank )
• Multiscale growth and doping simulations of nanostructured devices (Antragsteller Neugebauer, Jörg )
• Nanostructuring of homo- and heteroepitaxial light emitters for enhanced quantum efficiency using photonic crystal components (Antragsteller Figge, Stephan )
• Nitride-based, nanostructured, light-emitting devices (Antragsteller Hommel, Detlef )

• Sprecher: Professor Dr. Detlef Hommel
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Frank Jahnke