In the present work, experimental and computational investigations on the response of several semiconductor systems upon exposure to light pulses are presented. The considered responses span from relatively long lived nanosecond scale, where energy dissipation mechanisms along a large area of the semiconductor crystal is to be considered, to the picosecond and femtosecond scales, where the electronic motion around the parent atom dominates, all the way down to the attosecond scale, where only the initial photo-excitation and the immediate effects of the potential landscape on the excited electron are relevant. The determination of the intraband dynamics of mono- and polycrystalline Mg-Phthalocyanine thin film semiconductors were determined by means of the mid-infrared-pump visible-probe transient absorption technique, revealing a dimensionality difference in the excitonic dissipation mechanism. The interband dynamics of the two systems were experimentally investigated using a visible-pump visible-probe transient absorption technique. A computational model was developed to describe the interband and excitonic dynamics that were recorded with the latter technique. The use of the model allowed for the full dynamics description of the monocrystalline system and the uncoupling of the complex dynamics of the polycrystalline system, pinning the differences in the optical response to structural differences between the two crystal variants. A complete investigation was launched on the implementation of the solid-state attosecond streaking spectroscopy technique as a transient photoemission setup for recording the photoexcitation dynamics of semiconductor surfaces with attosecond resolution, yielding experimentally negative results due to parasitic effects, but introducing useful concepts towards the development of setups dedicated on such purpose, as well as analysis and computational methods. The effect of the ionizing photon energy on the photoionization delay from homo-nuclear semiconductor system, namely highly oriented pyrolytic graphite, is experimentally determined and supported by computational methods around the bandgap present 84 eV above the Fermi energy. The effect was found to be an increase in the Eisenbud-Wigner-Smith delay, which translates to an effective retardation of the photoionization process when the excitation energy liess within the bandgap.     «

In the present work, experimental and computational investigations on the response of several semiconductor systems upon exposure to light pulses are presented. The considered responses span from relatively long lived nanosecond scale, where energy dissipation mechanisms along a large area of the semiconductor crystal is to be considered, to the picosecond and femtosecond scales, where the electronic motion around the parent atom dominates, all the way down to the attosecond scale, where only th...     »

In der vorliegenden Arbeit werden experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Verhalten verschiedener Halbleitersysteme nach Absorption von Lichtpulsen vorgestellt. Die betrachteten Reaktionen reichen von der relativ langlebigen Nanosekundenskala, wo Energiedissipationsmechanismen entlang einer großen Fläche des Halbleiterkristalls zu berücksichtigen sind, über die Pikosekunden- und Femtosekundenskala, wo die elektronische Bewegung um das Mutteratom dominiert, bis hin zur Attosekundenskala, wo die initiale Photoanregung und die unmittelbaren Auswirkungen der Potentiallandschaft auf das angeregte Elektron relevant sind. Die Bestimmung der Intrabanddynamik von mono- und polykristallinen Mg-Phthalocyanin-Dünnschicht-Halbleitern wurde mit Hilfe der transienten VIS-Anrege und MIR-Abfrage Absorptionsspektroskopie ermittelt, wobei ein Dimensionalitätsunterschied im exzitonischen Dissipationsmechanismus festgestellt wurde. Die Interbanddynamik der beiden Systeme wurde experimentell mit Hilfe einer sichtbar-Anregung sichtbar-Abfrage transienten Absorptionstechnik untersucht. Ein Theoriemodell wurde entwickelt, um die Interband- und exzitonischen Dynamiken zu beschreiben, die mit der letztgenannten Technik identifiziert wurden. Die Anwendung des Modells ermöglichte die vollständige Beschreibung der Dynamiken des monokristallinen Systems und die Entkopplung der komplexen Dynamiken des polykristallinen Systems, wobei die Unterschiede in der optischen Antwort auf strukturelle Unterschiede zwischen den beiden Kristallvarianten zurückgeführt wurden. Es wurde eine vollständige Untersuchung der Festkörper-Attosekunden-Streaking-Spektroskopie-Technik als transienter Photoemissionsaufbau zur Aufzeichnung der Photoanregungsdynamiken von Halbleiteroberflächen mit Attosekunden-Auflösung durchgeführt. Aufgrund von parasitären Effekten lieferte dies experimentell negative Ergebnisse, aber nützliche Konzepte für die Entwicklung von Aufbauten für solche Zwecke und auch die Einführung von Analyse- und Berechnungsmethoden. Der Effekt der ionisierenden Photonenenergie auf die Photoionisationsverzögerung von homo-nuklearen Halbleitersystemen, nämlich hochorientiertem pyrolytischem Graphit, wird experimentell bestimmt und durch rechnerische Methoden um die Bandlücke herum unterstützt, die 84 eV oberhalb der Fermi-Energie liegt. Der Effekt konnte als eine Erhöhung der Eisenbud-Wigner-Smith-Verzögerung erklärt werden, was zu einer effektiven Verzögerung des Photoionisationsprozesses führt, wenn die Anregungsenergie innerhalb der Bandlücke liegt.     «

In der vorliegenden Arbeit werden experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Verhalten verschiedener Halbleitersysteme nach Absorption von Lichtpulsen vorgestellt. Die betrachteten Reaktionen reichen von der relativ langlebigen Nanosekundenskala, wo Energiedissipationsmechanismen entlang einer großen Fläche des Halbleiterkristalls zu berücksichtigen sind, über die Pikosekunden- und Femtosekundenskala, wo die elektronische Bewegung um das Mutteratom dominiert, bis hin zur Attosekundenskal...     »