Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Montag
die die optischen Eigenschaften verändern. In Abhängigkeit von der
Verzögerungszeit und der Leistung des Anregungspulses kann das Umklappen
eines Pi-Phasensprunges am Schwerlochexziton gegenüber dem
ungepumpten Halbleiter beobachtet werden. Das Verhalten widerspie-
HL 5 Transporteigenschaften
gelt sich in der theoretischen Beschreibung des Systems, die den Einfluß
der Vielteilcheneffekte auf die DF im Rahmen der Halbleiter-Bloch-
Gleichungen berücksichtigt.
Zeit: Montag 10:15–12:45 Raum: H14
HL 5.1 Mo 10:15 H14
Lateral tunneling spectroscopy in a two-dimensional electron
gas — •Jean-Laurent Deborde 1 , Saskia F. Fischer 1 , Ulrich
Kunze 1 , Dirk Reuter 2 , and Andreas D. Wieck 2 — 1 Lehrstuhl
für Werkstoffe und Nanoelektronik, Ruhr-Universität Bochum,
D-44780 Bochum — 2 Lehrstuhl für Angewandte Festkörperphysik,
Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum
A direct observation of lateral tunneling, via electron energy
spectroscopy, in a two dimensional electron gas (2-DEG) is reported.
A lateral tunneling field-effect transistor has been fabricated using a
GaAs/AlGaAs heterostructure and atomic force microscope (AFM)
lithography. This technique permits to form a groove with a low width
to height aspect ratio (3.5 and less). A furrow is dynamically ploughed
by the vibrating tip of the AFM into a 5 nm thick polymer layer on the
surface of the semiconductor [1]. Wet chemical etching transfers the line
pattern resulting in a 70 nm wide and 20 nm deep groove generating a
tunneling barrier in the channel. A Schottky gate is deposited on the
top of the device in order to control both the charge carrier density and
the barrier height. The characteristic conductance vs. source-drain bias
shows structures which indicate electron tunneling through the potential
barrier. The 2-DEG Fermi energy of 13 meV is determined from the
tunneling spectrum.
The realization of a lateral resonant tunneling field-effect transistor
using this particular fabrication technique is further anticipated.
[1] U. Kunze, Superlatt. Microstruct. 31, 3 (2002).
HL 5.2 Mo 10:30 H14
Phonon-assisted Transport through Stacks of Quantum Dots —
•C. Gnodtke 1 , G. Kiesslich 1 , A. Wacker 1,2 , and E. Schöll 1 —
1 Institut für Theoretische Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstr.
36, 10623 Berlin — 2 Department of Physics, University of Lund,
Box 118, SE-22100 Lund, Sweden
A fully self-consistent theory based on nonequilibrium Green’s functions
is used to calculate the stationary properties of a system of coupled
quantum dots under the influence of phonon scattering. The currentvoltage
characteristic is computed, revealing peaks due to phononabsorption
and emission processes. The dependence of these peaks on the
coupling of the dots to contacts and the interdot coupling are studied in
detail, showing a particularly strong sensitivity to the coupling between
the dots. A comparison with a simplified model for the scattering processes,
i.e. diagonal self-energies, shows that this tends to overestimate
the phonon-assisted tunneling contributions to the overall current.
HL 5.3 Mo 10:45 H14
Nichtparabolizität und Rashba-Spinaufspaltung in InGaAs —
•C. Zehnder 1 , Y.S. Gui 1 , J. Knobbe 2 , T. Schäpers 2 , D. Heitmann
1 und C.-M. Hu 1 — 1 Institut für Angewandte Physik, Universität
Hamburg, Jungiusstraße 11, 20355 Hamburg — 2 Institut für Schichten
und Grenzflächen, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich
InGaAs als Halbleiter mit einer schmalen Bandlücke zeigt eine starke
Nichtparabolizität und den Rashba-Effekt. Es ist bekannt, daß die
Berücksichtigung der Nichtparabolizität zu einer Reduktion des Rashba-
Parameters α führt. Es ist deshalb interessant, zusätzlich die Nichtparabolizität
durch Messung der Zyklotronresonanz genau zu bestimmen.
Wir untersuchen eine In0,77Ga0,23As/InP Heterostruktur mit Magnetotransport
und spektralaufgelöster Photoleitung mit einem Ferninfrarotspektrometer
bei einer Temperatur von 1,5K und Magnetfeldern bis 12 T.
Die Transportmessung zeigt eine klare Schwebung bei niedrigen Magnetfeldern
wegen des Rashba-Effektes. Die Spektren zeigen eine Spinaufspaltung
bei hohen Magnetfeldern auf Grund der Nichtparabolizität. Wir haben
ein Modell erstellt, das Nichtparabolizität, Rashba-Spinaufspaltung
sowie einen energieabhängigen g-Faktor enthält. Mit diesem Modell simulieren
wir unsere Transportmessungen und berechnen die Position der
Zyklotronresonanz. In beiden Fällen erreichen wir eine gute Übereinstimmung,
wobei wir für den Rashba-Parameter α = 3, 7·10 −12 eV m erhielten.
Die Simulationen des Magnetotransports ergaben bei kleinen Magnetfeldern
eine klare Abhängigkeit der Knotenposition der Schwebung von
der Stärke der Nichtparabolizität. Die Spinaufspaltung der Zyklotronresonanz
wird aber erst bei höheren α beeinflußt.
HL 5.4 Mo 11:00 H14
Nonplanar two-dimensional electron gases in InAs heterostructures
on GaAs — •S. Löhr, Ch. Heyn, and W. Hansen — Institut
für Angewandte Physik und Zentrum für Mikrostrukturforschung, Universität
Hamburg, Jungiusstraße 11, D-20355 Hamburg, Germany
We present transport properties of a two-dimensional electron gas
(2DEG) in an InAs/InGaAs quantum well grown by molecular beam
epitaxy on a GaAs substrate. The experiments are performed in magnetic
fields tilted with respect to the sample normal. Depending on the
relative orientation of the current flow and the tilt direction, i.e., the
direction of the magnetic field component parallel to the sample substrate,
we observe a pronounced positive magnetoresistance and a strong
damping of the Shubnikov-de Haas oscillations. Both effects increase with
the tilt angle. We show that these findings are direct evidence of a nonplanar
2DEG, resulting from the lattice-mismatched epitaxial growth of
this InAs-based structure on GaAs, which also causes a cross-hatch topography
at the sample surface. An estimation of the 2DEG curvature
suggests that the strength of the curvature-induced spin-orbit interaction
(M.V.Entin etal., PRB 64, 85330 (2001)) may be comparable to
the Rashba spin-orbit coupling found in this kind of heterostructure.
HL 5.5 Mo 11:15 H14
Bistabiles Schalten in asymmetrischen Y-Schaltern — •David
Hartmann, Stephan Reitzenstein, Lukas Worschech und Alfred
Forchel — Technische Physik, Universität Würzburg, Am Hubland,
97074 Würzburg
Wir stellen ein neuartiges Konzept eines planaren Nanoschalters
vor und demonstrieren, dass dessen Gate-Effektivität dynamisch über
einen intrinsischen Rückkopplungsmechanismus zwischen Drain und
Gate erhöht wird. Der Nanoschalter basiert auf einer Y-förmigen
Kanal-Verzweigung [1]. Im lateralen elektrischen Feld asymmetrisch
betrieben stellt sich heraus, dass ein Ast die Funktion eines effektiven
Gates erfüllt. Zum Beispiel werden Spannungsvariationen dVg an
einem Ast in Spannungsänderungen dVd an dem zweiten Ast mit einer
differentiellen Spannungsverstärkung g = −dVg/dVd von mehr als 1000
verstärkt. Unsere Analyse zeigt, dass Änderungen der Ausgangsspannung
die Zustandsdichte des Gates und somit die Quantenkapazität
drastisch verändert. Die positive Rückkopplung bewirkt bei Variation
der Gatespannung eine Zunahme der Verstärkung bis hin zum bistabilen
Schalten.
[1] S. Reitzenstein, L. Worschech, P. Hartmann, M. Kamp, A. Forchel,
Phys. Rev. Lett. 89, 226804 (2002)
HL 5.6 Mo 11:30 H14
The Influence of Weak Disorder on Ballistic Transport in Mesoscopic
Systems — •Kai Bröking und Ragnar Fleischmann —
MPI für Strömungsforschung, Bunsenstr. 10, 37073 Göttingen
Recent experimental and theoretical work [1] has given new insight
into the properties of the electron flow in two-dimensional electron gases
at low temperatures: small angle scattering leads to a pronounced branching
of the electron flow.
Studying the electron motion on length scales shorter than the mean free
path in the single-electron picture, we focus on the effects of branching
on transport phenomena which are assumed to be ballistic.
[1] Topinka, Leroy, Fleischmann, Westervelt, Shaw, Heller, Maranowski
and Gossard, Nature, 410 (2001), pp. 183-186