Kurzzeitspektroskopie an Photodetektoren aus Si, InP und YBa2_{2}Cu3_{3}O7−x_{7-x}

Im Rahmen dieser Arbeit wurden schnelle Photo detektoren basierend auf Si-CoSi$_{2}$ MSM-Dioden, InP MSM-Dioden in HEMT-Struktur und Photowiderständen ausYBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-x}$ hergestellt und charakterisiert. Als wichtigste Charakterisierungsmethode stand ein elektrooptischer Meßplatz zur Verfügung, mit dem direkt die elektrische Pulsantwort auf ultrakurze Laserpulse (100 fs) gemessen werden kann. Die maximale zeitliche Auflösung dieses Meßplatzes von ca. 0,3 ps ist wesentlich kürzer, als die gemessenen Signale der Photodetektoren, so daß die Meßsignale identisch mit den tatsächlichen Pulsantworten der Detektoren sind. Eine nachträgliche Berücksichtigung der Bandbreite des Meßplatzes, wie bei anderen Methoden üblich, ist somit nicht notwendig. Abweichend von bisher verwendeten MSM-Dioden haben die hier vorgestellten Dioden keine laterale Anordnung der Elektroden, sondern eine vertikale. Der Elektrodenabstand ist dabei durch die Schichtdicke bestimmt. Daher ist kein Elektronenstrahlschreiben nötig, um kurze Elektrodenabstände zu realisieren. Es wurde ein theoretisches Modell zur Beschreibung der physikalischen Vorgänge nach Beleuchtung mit kurzen Laserpulsen erarbeitet, dessen numerische Umsetzung in Übereinstimmung mit dem Experiment die elektrische Pulsantwort der Dioden liefert. Bei den Si-CoSi$_{2}$ MSM-Dioden wurden verschiedene Herstellungsmethoden und Substrate untersucht. Hierbei zeigte sich, daß Dioden, die mit Hilfe der Ionenstrahlsynthese hergestellt werden, im Falle geringer Schichtdicken des Decksiliziums eine sehr große RC-Zeitkonstante besitzen und sehr empfindlich sind. Ohne zusätzliches epitaktisches Decksilizium konnten daher nur wenige funktionstüchtige Dioden mit relativ großen Pulsdauern (ca. 100 ps) hergestellt werden. Wenn man aber zusätzliches [...

550 GHz bandwidth photodetector on low-temperature grown molecular-beam epitaxial GaAs

The authors demonstrate that a 550GHz bandwidth photodetector can be fabricated on low-temperature grown MBE GaAs. The pulse response shows 0.4 and 0.6ps rise and fall times, respectively. The bandwidth is in agreement with a value calculated using a carrier lifetime of 0.2ps, measured by femtosecond time-resolved reflectivity, and a capacitance of 0.014fF/um2, determined from microwave measurements. The device bandwidth is RC limited

InP/InGaAs Photodetector Based on a High Electron Mobility Transistor Layer Structure: Its Response at 1.3 µm wavelength

We report on the investigation of the room-temperature optoelectronic behavior of a metal–semiconductor–metal two-dimensional electron gas photodiode based on the two-dimensional electron gas of a high electron mobility transistor structure. The photodetector is fabricated in the InP/InGaAs material system, without use of Al-containing layers. Optoelectronic measurements on a device with a finger spacing of 3 mm show a full width at half-maximum (FWHM) of the pulse response of <60 ps, which is the resolution limit of our measurement equipment. Low-temperature measurements at 40 K with electro-optical sampling at a wavelength of 890 nm show a FWHM of 1 ps