Modulationsspektroskopie zur Charakterisierung komplexer Halbleiterbauelementstrukturen

Modulationsspektroskopie ist ein Sammelbegriff für eine Klasse spektroskopischer Methoden, bei denen durch eine externe periodische Störung das Transmissions- bzw. Reflexionssignal der Probe moduliert wird. Moduliert werden kann durch ein elektrisches Feld, durch Laserlicht, durch Variation der Polarisation oder uniaxialen Drucks. Für klassische Halbleitervolumenmaterialien erhält man so ableitungsartige Signale der optischen Übergänge an den kritischen Punkten der elektronischen Bandstruktur. Die elektronischen Signale geben sowohl Aufschluss über die energetischen Positionen der Übergänge und ihre Linienbreite als auch über den Verspannungszustand der Probe und lokale elektrische Felder. Ähnliches gilt auch für Quantenschicht- und Quantenscheibenstrukturen. Im Falle von komplexeren Halbleiterbauelementstrukturen wie zum Beispiel oberflächenemittierenden Laserstrukturen (VCSEL = vertical-cavity surface-emitting lasers) erhält man zusätzlich zu den elektronischen Signalen auch Signale aufgrund der photonischen Struktur, z.B. ableitungsartige Signale der Resonatormode und kann so die Kopplung zwischen Resonatormode und aktivem elektronischen Übergang in der Struktur untersuchen.