- AutorIn
- Christof Peter Dietrich
- Titel
- Cavity effects in polygonal resonators
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-104393
- Datum der Einreichung
- 10.05.2012
- Datum der Verteidigung
- 04.12.2012
- Abstract (DE)
- In der vorliegenden Arbeit werden ZnO-Mikronadeln bezüglich ihrer Anwendbarkeit als Mikroresonatoren untersucht. Dabei stehen Kavitätsmoden im Fokus der Untersuchungen, die sich nur senkrecht zur Nadelachse ausbreiten, sprich innerhalb der hexagonalen Nadelquerschnittsfläche. Folglich wird der Einfluss der Gestalt der Querschnittsfläche auf Resonatoreigenschaften wie Propagation, Form, Direktionalität und Qualität der Kavitätsmoden sowohl theoretisch simuliert als auch experimentell nachgewiesen. Die dabei beobachteten hohen Qualitätsfaktoren von Flüstergalerie-Moden ermöglichen es darüberhinaus, Wechselwirkungseffekte zwischen Kavität und Mode zu beobachten. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der regulären, polygonalen Resonatorform und deren Einfluss auf die Dimensionalität von Kavitätsmoden sowie deren mögliche Wechselwirkung mit dem elektronischen System des Resonators. Beispielhaft wird ein hexagonaler Resonator zur Veranschaulichung gewählt, wie er durch ZnO-Mikronadeln gegeben ist, undmittels Finite-Difference-Time-Domain (FDTD)-Simulationen sowie winkelaufgelöster Photolumineszenz (PL)-Spektroskopie untersucht. Die aufgenommenen PL-Spektren können unter Zuhilfenahme photonischer Dispersionskurven von ein- und zwei-dimensionalen Kavitätsmoden reproduziert werden. Basierend auf diesen Ergebnissen wird der Einfluß der Resonatorecken auf die Lichtauskopplung diskutiert und mittels winkelaufgelöster, anregungsabhängiger und temperaturabhängier PL-Spektroskopie nachgewiesen. Desweiteren wird auf die Wechselwirkung zwischen dem Resonator und den Kavitätsmoden eingegangen, imSpeziellen auf die starke Kopplung zwischen Flüstergalerie-Moden und freien Exzitonen imResonatormaterial. Bereits erschienende Publikationen zu diesemThema werden präsentiert und kritisch hinterfragt. Dabei wird ein Leitfaden aufgestellt, der eine Evaluierung möglicher Polaritonen-Phänomene ermöglicht. Um Wechselwirkungen dieser Art auch in den hier untersuchtenMikronadeln nachzuweisen, werden Hochanregungs-PL-Messungen durchgeführt. Dabei werden Messungen in der Mitte der Nadel sowie in der Nähe ihrer Ecken getätigt, um spezielle Polaritonen-Propagationseffekte beobachten zu können. Im zweiten Teil der Arbeit wird der Einfluß von irregulären und inhomogenen Resonatorformen auf die Bildung von Flüstergalerie-Moden diskutiert. Dafür werden elongierte Teile der Nadeln, die durch laterale Auswüchse entstehen, winkelaufgelöst bezüglich einer gerichteten Auskopplung von Kavitätsmoden vermessen und verzerrte Mikronadeln, wie sie beim Biegen entstehen, bezüglich der entstehenden Deformationseffekte und deren Einfluss auf die Kavitätsmoden mittels hochaufgelöster Mikro-PL untersucht. Die experimentellen Ergebnisse zu irregulären Resonatoren können durch FDTD-Simulationen bestätigt werden. Desweiteren wurden Mikronadel- und Nanonadel-Quantengraben-Heterostrukturen hergestellt und deren Lumineszenzeigenschaften diskutiert. Dabei wird speziell auf die Homogenität der Quantengrabenemission eingegangen und Strategien zur Realisierung einer starken Kopplung zwischen Flüstergalerie-Moden und Quantengraben-Exzitonen aufgestellt. Diese Strategien werden experimentell umgesetzt und deren Ergebnisse anhand von Kathodolumineszenzmessungen vorgestellt.
- Freie Schlagwörter (DE)
- Halbleiterphysik, Photonik
- Freie Schlagwörter (EN)
- Semiconductor Physics, Photonics
- Klassifikation (DDC)
- 530
- GutachterIn
- Prof. Dr. Marius Grundmann
- Prof. Dr. Oliver Benson
- Den akademischen Grad verleihende / prüfende Institution
- Universität Leipzig, Leipzig
- Förder- / Projektangaben
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-104393
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 28.01.2013
- Dokumenttyp
- Dissertation
- Sprache des Dokumentes
- Englisch