Bloch Oszillationen und ihre Kopplung an optische Phononen


Bloch Oszillationen und ihre Kopplung an optische Phononen

Dekorsy, T.

Die zeitaufgelöste optische Spektroskopie mit Femtosekunden Laserpulsen ermöglicht die Untersuchung der Dynamik von Elektronen und Phononen und deren Wechselwirkung in Halbleitern in Echtzeit. Ein besonderes Objekt des Interesses sind Bloch Oszillationen, die ein Faszinosum der Festkörperphysik darstellen. Bereits in frühen Arbeiten von Bloch und Zener wurde die Vorhersage gemacht, dass ein Elektron in einem periodischen Potential eines Festkörpers unter dem Einfluß eines statischen elektrischen Feldes oszilliert, wobei die Oszillationsfrequenz linear vom elektrischen Feld abhängt. In Abwesenheit von Streuprozessen hätte dies die Konsequenz, dass kein elektrischer Strom fließen würde. Anfang der 90er Jahre gelang es, künstliche Kristallgitter - sogenannte Halbleiter-Übergitter - mit hinreichender Qualität herzustellen, in denen Bloch Oszillationen in optischen Experimenten mit sub-Pikosekunden Zeitauflösung beobachtet werden konnten. Diese Halbleiter Übergitter sind ein Modellsystem für die Untersuchung kohärenter Wellenpakete und deren Dephasierung in Halbleiter Heterostrukturen. Von besonderem Interesse ist hierbei die Wechselwirkung der oszillierenden Elektronen mit optischen Phononen. Diese konnte kürzlich unter resonanten Bedingungen, d.h. bei Abstimmung der Bloch Frequenz auf die optische Phononfrequenz, untersucht werden, was Aufschluß über einen neuen Mechanismus zur Anregung kohärenter optischer Phononen gab.

Keywords: Bloch Oszillationen; Femtosekunden Spektroskopie; Übergitter; kohärente Phononen

  • Physikalische Blätter 57 (2001) Nr. 7/8, 67-73

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-4014
Publ.-Id: 4014