5.1.4 Einfluß mechanischer Spannung  

  Mechanische Verspannung verschiebt die Bandkantenenergie der Täler. Dieser Effekt ist bekannt durch die Änderung der Emissionswellenlänge von HL unter Druck. Bei energetisch degenerierten Minima (VB, L und X Täler) kommt es je nach Verspannungszustand (Orientierung) zu einer teilweisen Aufhebung der Entartung. Zur Beschreibung dieser Effekte wird die Deformationspotentialtheorie  verwendet, die von Brooks, Herring und Vogt und Kane entwickelt wurde [171]. Die Verschiebung der Bandkanten wird dabei durch den Verzerrungstensor e (siehe Abschnitt 4.1.3) und sogenannte Deformationspotentiale, die im wesentlichen Materialkonstanten sind, angegeben.

Wichtig ist die klare Unterscheidung von Verschiebungen der Bandminima auf absoluter Skala und relative Verschiebungen der Bandkanten zueinander, das heißt Änderungen der Bandkantenenergiedifferenzen. Die ersteren sind meßtechnisch allgemein viel schwieriger zu erfassen, daher sind absolute Deformationspotentiale meist mit bedeutend mehr Unsicherheit behaftet und entsprechend kritisch zu verwenden. Die einzelnen Bandlückenübergänge sind hingegen in optischen Spektren leicht feststellbar; die Bandlücken-Deformationspotentiale sind daher aus Druckexperimenten gut bekannt.

In Hinblick auf die Schlüssigkeit der Modellierung und auch der Formulierung der Banddiskontinuitäten an Grenzschichten als Differenz der korrespondierenden Bandkanten (vgl. Abschnitt 6.2) wird in der Folge - sofern nicht anders definiert - die absolute Formulierung verwendet.

Die Verschiebung der einzelnen Minima setzt sich zusammen aus Anteilen zufolge hydrostatischer und uniaxialer Spannungskomponenten. Hydrostatische Spannung bewirkt eine gleichförmige Deformation des Kristalls. Sie kann die Symmetrieeigenschaften nicht ändern, es werden daher auch alle äquivalenten Täler eines Minimums in gleicher Weise beeinflußt. Die uniaxialen Komponenten sorgen hingegen für die erwähnte Aufhebung der Energieentartung durch unterschiedliche Verschiebungen der Talminima. Dies ist schematisch in Abbildung 5.1 skizziert. Zur Vereinfachung der Notation und klaren Unterscheidung der Anteile werden in der Folge $A_{\mathrm{i}}^{j}$ für die hydrostatischen und $B_{\mathrm{i}}^{j}$ für die uniaxialen Deformationspotentiale für LB und VB verwendet (Index i). Das Superskriptum j steht dabei entweder für ein Tal des LB oder für eine bestimmte Grenzflächenorientierung beim VB. Die verschiedenen in der Literatur oft verwendeten Schreibweisen werden an geeigneter Stelle erwähnt.

  

Abbildung 5.1: Bandkantenenergien für unverspannte und kompressiv belastete III-V HL