• Document: Photolumineszenz-Spektroskopie an Halbleitern
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Photolumineszenz-Spektroskopie an Halbleitern Lehrstuhl für Technische Physik Prof. Dr. Thomas Wichert Praktikumsanleitung für Photolumineszenz-Spektroskopie an Halbleitern Praktische Übungen für Fortgeschrittene Stand: Februar 2006 Überarbeitet und erweitert von Thomas Agne (2002) und Frank Wagner (2006) 1 Photolumineszenz-Spektroskopie an Halbleitern Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ............................................................................................................................... 3 2 Theoretische Grundlagen ..................................................................................................... 4 2.1 Bändermodell ................................................................................................................... 4 2.2 Elektronen in Metallen ..................................................................................................... 4 2.3 Elektronen in Halbleitern ................................................................................................. 6 2.3.1 Einführung der Bandstruktur..................................................................................... 6 2.3.2 Reale Bandstrukturen ................................................................................................ 9 2.3.3 Eigenleitung .............................................................................................................. 9 2.3.4 Dotierung................................................................................................................. 11 2.4 Spezielle Halbleitermaterialien ...................................................................................... 13 2.5 Lumineszenz................................................................................................................... 14 2.5.1 Definition ................................................................................................................ 14 2.5.2 Arten der Lumineszenz ........................................................................................... 14 2.5.3 Rekombinationswege .............................................................................................. 14 3 Versuchsaufbau ................................................................................................................... 19 3.1 Meßapparatur ................................................................................................................. 19 3.2 Erklärung der einzelnen Komponenten.......................................................................... 20 3.2.1 Kryostat ................................................................................................................... 20 3.2.2 Spektrometer ........................................................................................................... 21 3.2.3 Detektoren ............................................................................................................... 24 3.2.5 Temperaturmessgerät mit Heizung ......................................................................... 24 3.3 Handhabung von flüssigem Stickstoff und flüssigem Helium....................................... 25 3.3.1 Gefahren beim Umgang mit flüssigem Stickstoff und Helium............................... 25 3.3.2 Einfüllen von Stickstoff .......................................................................................... 25 3.3.3 Einfüllen von Helium .............................................................................................. 25 4 Versuchsdurchführung....................................................................................................... 27 4.1 Aufgabenstellung ........................................................................................................... 27 4.2 Umgang mit der Messapparatur ..................................................................................... 28 4.3 Bedienung des Messprogramms „WinSpec“ ................................................................. 29 4.4 Literaturangaben für das Praktikum............................................................................... 30 5 Literaturverzeichnis............................................................................................................ 30 2 Photolumineszenz-Spektroskopie an Halbleitern 1 Einleitung Diese Anleitung beschäftigt sich mit den theoretischen Grundlagen und dem Aufbau des Praktikumsversuchs für Fortgeschrittene zur Photolumineszenz-Spektroskopie an Halbleitern. Dabei soll nicht nur die Photolumineszenz-Spektroskopie als Untersuc

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