High intensity effects in bandgap materials

Akil, Ayman (2017): High intensity effects in bandgap materials. Dissertation, LMU München: Faculty of Physics

Abstract

Die höchsten heutzutage zuverlaessig realisierbaren Betriebsfrequenzen in der Elektronik liegen im Gigahertzbereich (109 Hz). Koennte man stattdessen nichtlineare optische Phaenomene zur Signalverarbeitung verwenden, wären Taktraten im Sub-petahertz (1015 Hz) Bereich moeglich. Ein solcher Geschwindigkeitssprung würde fast unweigerlich die Informationstechnologie revolutionieren. Die Untersuchung solcher Phänomene und ihrer Eignung zum Optoelektronischen Schalten, ist eng verknuepft mit dem Verstaendnis der zugrundeliegenden Wechselwirkung von Licht und Materiel auf der Zeitskala einer einzelnen Schwingung des verwendeten Lichts, im sichtbaren Spektrum also wenigen Femtosekunden. Fuer eine hypothetische Anwendung von optischen Effekten fuer die ultra- schnelle Schaltung muessen das ausgewaehlte optische Phaenomen und konventionelle elektronischen Schaltkreise miteinander verbunden werden. Aus diesem Grund ist die Erweiterung der Faehigkeiten der AttoSekundenspektroskopie entscheidend, um elektronischen Anregungen in Halbleitern, welche kleine Energieluecken zwischen Valenz- und Leitungszustaende aufweisen, zu studieren. Diese bilden die Bausteine der modernen Elektronik. Aus den genannten Gruenden und mehreren experimentellen Betrachtungen welche im Haupttext ausfuehrlich dargestellt sind, haben wir eine Halbleiterlegierung, Galliums-Arsenide (GaAs), mit einer direkten Bandluecke in dem Spektralbereich des sichtbaren Lichtes als geeignetes Material ausgewaehlt, um die AttoSekundenphotoelektronspektroskopie anzuwenden. Die Attosekundenphotoelektronspektroskopie hat sich als ein geeignetes Verfahren erwiesen, um die Auslaesezeit von Photoelektronen aus metallischen Oberflaechen zu erforschen. Die Technik zeigt theoretisch auch Potential zur Erforschung von elektronischen Erregungsdyamiken. Jedoch muessen mehrere experimentelle Her- ausforderungen ueberwunden werden. Die folgenden Kapitel stellen die Ergebnisse der Attosekundephotoelektronspektroskopie an einem Bandlueckenmaterialien,in dem ein Lichtflelden elektronische Anregung induziert, vor.

• Item Type: Theses (Dissertation, LMU Munich)
• Keywords: Attosecond, Streaking, GaAs, Photoemission
• Subjects: 500 Natural sciences and mathematics; 500 Natural sciences and mathematics > 530 Physics
• Faculties: Faculty of Physics
• Language: English
• Date of oral examination: 5. May 2017
• 1. Referee: Krausz, Ferenc
• Signature of the printed copy: 0001/UMC 24685