Ultrafast carrier dynamics investigated by a novel pump-and-probe-terahertz technique

Abstract

In dieser Arbeit wird eine neuartige Methode, die so genannte "Pump-and-Probe-THz-" Technik zur Untersuchung der Ladungsträgerdynamik in dem Halbleiter GaAs und dem Hochtemperatursupraleiter YBa2Cu3O7-x (YBCO) vorgeschlagen. Hierbei wird THz-Strahlung von der zu untersuchenden Probe emittiert. Diese wird zusätzlich durch einen Pumplaserpuls beeinflusst und zeitlich aufgelöst gemessen. Es wird gezeigt, dass sich mit dieser Methode Ladungsträger-Relaxationszeiten im GaAs in ihrer Abhängigkeit vom äußeren elektrischen Feld, der Ladungsträgerdichte und dem Ladungsträgereinfang in lokalisierten Zuständen im Inneren der Energielücke, bestimmen lassen. Im Fall des YBCO kann die Relaxationsrate der Quasiteilchen und die Rekombinationszeit der Cooperpaare im supraleitenden Zustand bestimmt werden und somit der Einfluss verschiedener Streumechanismen in Abhängigkeit von der Temperatur unterhalb TC