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Hochsensitive Rtd-photodetektoren Im Mittleren Infraroten

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Masterprojekt 2015 Hochsensitive RTD-Photodetektoren im Mittleren Infraroten Spektralbereich Hintergrund: Im vorliegenden Projekt sollen innovative Infrarotdetektoren auf Basis von Resonanztunneldioden (RTDs) mit Halbleitern schmaler Bandlücke für den für die (Gas-) Sensorik besonders interessanten Wellenlängenbereich jenseits 𝜆𝜆 = 2 µm entwickelt und untersucht werden. Dieser Wellenlängenbereich umfasst die „Fingerabdrücke“ vieler chemischer Verbindungen von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen. Dazu zählen Treibhausgase, Gifte, Pharmazeutische Produkte, Nahrungsmittel und viele mehr. Die optische (Gas-)Sensorik erlaubt das gezielte und berührungsfreie Detektieren selbst niedrigster Konzentrationen in Echtzeit. Die Anwendungsfelder sind vielschichtig und umfassen unter anderem Umwelt- und Medizintechnik, Sicherheitstechnik und Überwachung industrieller Prozesse. RTDs werden seit Jahrzehnten experimentell untersucht und ermöglichen es quantenphysikalische Prozesse selbst bei Raumtemperatur stabil zu betreiben. Seit kurzem werden RTDs auch als hochempfindliche Photodetektoren erforscht. Dabei zeigen RTDs eine Auflösung bis ans Quantenlimit (Einzelphotonendetektor). Im Rahmen des Masterprojektes soll das RTD-Prinzip nun auf einen neuen Spektralbereich angewandt werden. Abbildung: Skizze eines RTD-Photodetektors. Die elektrische Komponente basiert auf einer Resonanztunnelstruktur (RTS, grün), die optische auf einem Halbleiter schmaler Bandlücke (rot). Einfallende Photonen generieren in der optisch aktiven Halbleiterschicht e--h+-Paare, wobei die h+ im angelegten elektrischen Feld nahe der RTS akkumulieren und dort über eine lokale Änderung des elektrostatischen Potentials den empfindlichen Tunnelstrom erhöhen. Deine Aufgaben: Im Rahmen der hier ausgeschriebenen Masterarbeit sollen elektrische und spektroskopische Untersuchungen an den neuartigen Resonanztunneldioden durchgeführt werden. Des Weiteren umfasst die Masterarbeit den Aufbau eines Messplatzes für optoelektronische Experimente im mittleren infraroten Spektralbereich für Wellenlängen 𝜆𝜆 > 2.0 µ𝑚𝑚. Betreuer/Ansprechpartner: Andreas Pfenning: [email protected], Raum F070, Tel.: 0931-31-898-51 Fabian Hartmann: Tel.: 0931-31-885-79 [email protected], Raum F070,