Halbleiterlaser auf GaP Substraten für die monolithische Integration auf Si

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In der heutigen Informationsgesellschaft sind Halbleiterlaser als Sendeelemente für die Datenübertragung über Glasfaser weit verbreitet, um das steigende Datenaufkommen zu bewältigen. Bisher erfolgt die Übertragung jedoch hauptsächlich über größere Distanzen, da die Komplexität der Bauteile eine ökonomische Umsetzung über kürzere Strecken erschwert. Um diese Komplexität zu verringern und den Anforderungen höherer Bandbreiten gerecht zu werden, ist eine integrierte photonische Schaltung auf Silizium erforderlich. Obwohl Silizium das geeignetste Halbleitermaterial für elektrisch integrierte Schaltungen ist, ist es für optische Anwendungen ungeeignet, da es als indirekter Halbleiter ineffiziente Lichtemission aufweist. Unter den III-V Halbleitern hat GaP mit 0,37% bei Raumtemperatur die geringste Gitterkonstantenabweichung zu Silizium, und durch den Einbau von 2% Stickstoff wird eine perfekte Gitteranpassung erreicht. Diese Arbeit untersucht die Herstellung und Charakterisierung eines optisch effizienten GaP-basierten Übergangs mittels Molekularstrahlepitaxie sowie dessen Integration in elektrisch gepumpte Halbleiterlaserstrukturen. Es werden verschiedene Mischkristallsysteme aus Ga, In und den Gruppe V Elementen P, As und N betrachtet, wobei (In, Ga)As Quantenpunkte und Ga(N, As, P) Quantenfilme im Fokus stehen, da sie eine ausreichende Materialverstärkung für Laserdioden bieten.