Nichtlineare Systeme und Strukturbildung (Prof. Dr. H.-G. Purwins)
Strukturbildung in Halbleitermaterialien
Gegenstand der Forschung sind Selbstorganisationseffekte in wechselspannungs getriebenen
elektrolumineszierenden mangandotierten ZnS-Filmen. Unter geeigneten Bedingungen lassen sich in der
Leuchtdichteverteilung lateral zur Hauptstromflussrichtung selbstorganisierte, dynamische Leuchtdichtemuster
beobachten. Typische dynamische Muster sind z.B. sich kreisförmig ausbreitende Domänen,
Spiralwellen oder wandernde Leuchtdichtefilamente. Die experimentellen Arbeiten im Berichtszeitraum zielten
wesentlich darauf ab, den Einfluss technologischer Parameter bei der Filmherstellung (z.B. Schichtdicken,
Mangankonzentration, Grenzflächenzustände, Einfangzentren) und der Ansteuerparameter
(z.B. Frequenz- und Amplitude der anliegenden Wechselspannung, Temperatur) auf die sich
ausbildenden Strukturen und die charakteristische Ladungs-Transfer-Kennlinie zu verstehen. Zur
Charakterisierung der Defektzustände in den ZnS-Schichten wurde die
Photodepola risations spektroskopie eingesetzt. Diese Untersuchungen erfolgten in enger Kooperation mit dem
Institut für Halbleiterphysik der Akademie der Wissenschaften der Ukraine in Kiew. Darüber
hinaus sind in Zusammenarbeit mit dem Institut für Festkörpertheorie der
Universität Münster numerische Simulationen im Rahmen des Drift-Diffusions-Modells
durchgeführt worden. Hier ist es gelungen, eine Reihe der experimentell beobachteten Strukturen zu
modellieren. So gelang es unter Berücksichtigung der experimentell bestimmten Defektparameter, die
Ausbreitung von Domänen und wandernder Filamente in ZnS-Filmen mit eindimensionaler
Kontaktgeometrie nachzubilden. Modellrechnungen mit zweidimensionaler Kontaktgeometrie der Filme trugen
wesentlich zum Verständnis der Entstehung von Filamentkaskaden bei.
