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Christian Düputell

• Die vorliegende Arbeit widmet sich Struktur- und Photolumineszenz-Untersuchungen von Erbium, welches mittels fokussierten Ionenstrahlen in MBE-gewachsene GaAs-Probenstrukturen implantiert wird. Die Reinheit der genutzten Wafer sowie der erzeugten Probenstrukturen wird durch Partikel-induzierte Röntgenemission überprüft. Die Ionenverteilungen werden mit Hilfe der Software SRIM simuliert und experimentell auf Basis der Atom Probe Tomography analysiert. Es zeigt sich, dass bei nicht ausgeheilten Proben eine gaußförmige Ionenverteilung vorliegt, während bei ausgeheilten Proben eine deutliche Erbium-Clusterbildung festzustellen ist. Die optischen Eigenschaften des Erbiums werden anhand von Photolumineszenz-Messungen bei kryogenen Temperaturen in Abhängigkeit der Implantations- und Ausheilparameter evaluiert. Ein Bereich der Ausheiltemperaturen von 700 bis 800 °C erweist sich als optimal zur Erzeugung von schmalen und intensiven Lumineszenz-Peaks im wichtigen Telekom C-Band.
• The present work is dedicated to structural and photoluminescence studies of erbium, which is implanted into MBE-grown GaAs sample structures by means of focussed ion beams. The purity of the wafers used and the sample structures produced is monitored through particle-induced X-ray emission. The ion distributions are simulated using the SRIM software and analysed experimentally based on Atom Probe Tomography. The findings reveal that non-annealed samples exhibit a Gaussian ion distribution, whereas annealed samples indicate distinct formations of erbium clusters. Photoluminescence measurements are carried out at cryogenic temperatures as a function of the implantation and annealing parameters to evaluate the optical properties of erbium. A range of annealing temperatures from 700 to 800 °C proves to be optimal for generating narrow and intense luminescence peaks in the important telecom C-band region.