Ultraschnelle Optoelektronik an Halbleiter-Metall-Hybridstrukturen

Die Arbeit befasst sich mit der Erzeugung von kohärenten elektronischen Anregungen in Festkörpern mit Hilfe von ultrakurzen Laserimpulsen. Durch Überlagerung von Ein- und Zweiphotonenabsorption werden erstmals in einzelnen Halbleiter-Nanodrähten sogenannte ballistische Ströme induziert. Die Richtung der sehr kurzzeitigen Ströme von wenigen 100 Femtosekunden Dauer wird optisch kontrolliert. Desweiteren werden elektronische Schwingungszustände an Goldoberflächen untersucht. Zur optischen Anregung der Oberflächenelektronen werden neuartige Gitterkoppler entwickelt, die im Nanosekundenbereich schaltbar sind. Die Untersuchungen sind für die Entwicklung neuer Halbleiterbauelemente nützlich. This work deals with the generation of coherent electronic excitations in solid state systems using ultrashort laser pulses. For the first time the optical injection of ballistic currents in a single semiconductor nanowire is realized via superposition of single and two-photon-absorption. The direction of the currents, persisting only for a few 100 femtoseconds, is controlled optically. Additionally oscillatory electronic states at gold surfaces are investigated. For the optical excitation novel grating couplers are developed that allow for fast electronic switching in the nanosecond regime. The research is valuable for the development of new semiconductor devices.