Die Motivation für die Experimente dieser Arbeit entspringt dem Ziel, ultrahoch-zeitaufgelöste Transportmessungen an mesoskopischen Bauelementen durchzuführen. Derartige Messungen erfordern Zeitauflösungen weit unterhalb von 10 ps, gleichzeitig muss die verwendete Messmethode kompatibel zu tiefsten Temperaturen (T << 1 K) und hohen Magnetfeldern sein. Allein die geforderte Zeitauflösung schließt die Verwendung rein elektronischer Methoden zur Durchführung derartiger Experimente aus. In dieser

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... beit stellen wir ausgehend von der Methode des Photoleitungs-Samplings eine zu den Anforderungen mesoskopischer Bauelemente kompatible, integrierte Anordnung zur Durchführung hoch-zeitaufgelöster Transportexperimente vor, die sowohl die Erzeugung der hochfrequenten Signale als auch ihre Detektion und Konvertierung in quasi-DC Signale in unmittelbarer Nähe zum eigentlichen Untersuchungsobjekt innerhalb einer einzigen Probenstruktur ermöglicht. Da derartige Experimente zur Vermeidung übermäßiger Aufheizung durch Wärmestrahlung in fensterlosen Kryostaten betrieben werden sollten, wurde die Beleuchtung der Photoleitungs-Sampling Struktur durch kurze Laserpulse mithilfe optischer Fasern realisiert. Der Erfolg dieses Ansatzes hängt von der Verfügbarkeit photoleitender Materialien ab, die es einerseits erlauben, mithilfe kurzer optischer Pulse unter dem Einfluss tiefer Temperaturen und hoher Magnetfelder ultrakurze elektrische Pulse zu erzeugen und die andererseits zur monolithischen Integration mit den zur Herstellung mesoskopischer Bauelemente notwendigen Heterostrukturen geeignet sind. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag zunächst in der Untersuchung neuartiger photoleitender Materialien im Hinblick auf die Erfüllung dieser Kriterien. Besonderes Gewicht wurde auf die Aufklärung der für die Ladungsträgerdynamik relevanten physikalischen Mechanismen gelegt. Im Anschluss daran wurden die zur Erzeugung, Propagation und Detektion elektrischer Pulse mit Bandbreiten von einigen Terahertz notwendigen Methoden entwickelt und zur Ver [...]