Quaternäre AlGaInAs-Quantenpunkte und deren Anwendung in Halbleiterlasern

Hauptgegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Herstellung und Untersuchung von quaternären AlGaInAs Quantenpunkten, sowie die Überführung dieser Quantenpunkte in die Anwendung als Verstärkungsmaterial in Halbleiterlasern. Die erzielten Ergebnisse werden dabei, wo dies möglich ist, mit denen von GaInAs Quantenpunkten, dem bisher in der wissenschaftlichen Gemeinschaft am gründlichsten erforschen Quantenpunktmaterialsystem, verglichen. AlGaInAs Quantenpunkte besitzen wesentliche Vorteile, wie die Realisierbarkeit von Quantenpunktemissionswellenlängen kleiner als 900 nm und die Möglichkeit die spektralen und morphologischen Eigenschaften der Quantenpunkte bis zu einem gewissen Grad unabhängig voneinander zu optimieren. Diese Vorteile lassen sich bei der Verwendung von AlGaInAs Quantenpunkten als quasi nulldimensionales, optisches Verstärkungsmedium auf die daraus resultierenden Halbleiterlaser übertragen. Dies führt zu Laserbauteilen mit hoher Materialverstärkung und geringen Schwellenstromdichten, gestattet Laser mit kurzen, bisher mit (Ga)InAs Quantenpunkten im GaAs Materialsystem unerreichbaren, Wellenlängen von 760 nm, und ermöglicht Halbleiterlaser mit einer sehr hohen Temperaturstabilität der Wellenlänge. Die hergestellten Laserstrukturen stellen damit eine Alternative zu den bisher verwendeten Bauteilen zum effizienten optischen Pumpen von Ytterbium-dotierten Festkörperlasern bei 920 nm, beziehungsweise zur Sauerstoffdetektion mittels Absorptionsspektroskopie bei 760 nm dar.