Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Montag
HL 12.41 Mo 16:30 Poster A
Leitfähigkeit von QH-Systemen im subkritischen Bereich und
ihr Einfluß auf den Zusammenbruch des QHE — •Andre Buß 1 ,
Frank Hohls 2 , Fritz Schulze Wischeler 2 , Günter Hein 3 ,
B. Erol Sagol 3 , Rolf J. Haug 2 und Georg Nachtwei 1 —
1 Institut für Technische Physik, TU-Braunschweig, Mendelssohnstr.2,
38106 Braunschweig — 2 Institut für Festkörperphysik, Abteilung
Nanostrukturen, Universität Hannover, Appelstr. 2, 30167 Hannover
— 3 Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116
Braunschweig
Wir haben frequenz- und temperaturabhängige Messungen an QH-
Systemen mit Corbino-Geometrie im kritischen und subkritischen Bereich,
d.h. kurz unterhalb der kritischen Spannung durchgeführt. Unsere
Intention war, das Verhalten der Längsleitfähigkeit lokalisierter Elektronen,
welche im Hot-Electron-Model (HEM) vorgeschlagen wurde, zu
untersuchen. Unsere Ergebnisse zeigen eine mit zunehmender Frequenz
abnehmende Leitfähigkeit, einhergehend mit einer Vergrößerung der Hysteresis
in der I-U-Kennlinie. Dieses Verhalten entspricht dem des HEM.
Die Ergebnisse der temperaturabhängigen Messungen lassen jedoch noch
keine klaren Schlüsse zu, um welche Transportmechanismen (thermisch
aktivierter Transport, Hopping-Leitfähigkeit oder Tunnelprozesse) es sich
hierbei handelt.
HL 12.42 Mo 16:30 Poster A
Untersuchungen an QH-FIR-Detektoren in Mäander- und Corbino-Geometrie
— •A. Hirsch 1 , C. Stellmach 1 , J. M. Guldbakke
2 , G. Hein 3 und G. Nachtwei 1 — 1 Inst. f. Techn. Physik,
TU-Braunschweig, Mendelssohnstr. 2, D-38106 Braunschweig — 2 Inst.
f. Hochfrequenztechnik, TU-Braunschweig, Schleinitzstr. 22, D-38106
Braunschweig — 3 Phys.-Techn. Bundesanstalt, Bundesallee 100, D-38116
Braunschweig
Wir präsentieren Photoleitfähigkeits-(PL)-Messungen im Ferninfrarot
(FIR) an Quanten-Hall-(QH)-Systemen. Als Strahlungsquelle wurde ein
p-Ge Laser im Pulsbetrieb verwendet, der Messungen im Wellenlängenbereich
zwischen ca. 120 µm ≤ λ ≤ 180 µm erlaubt. Es wurden QH-
Systeme mit großen photoaktiven Flächen (A ≈ 6 mm 2 ) in Mäanderund
Corbino-Geometrie untersucht. Das Photosignal wurde in Abhängigkeit
von Magnetfeld, Ladungsträgerkonzentration (steuerbar über eine
Gate-Spannung) und Probenstrom bzw. Probenspannung gemessen. Es
zeigte sich, dass die spektrale Auflösung der Detektoren in Mäanderbzw.
Corbino-Geometrie eine Funktion des Probenstroms bzw. der Probenspannung
ist. Weiterhin wurden zeitaufgelöste PL-Messungen durchgeführt.
Aus den impedanzangepassten Messungen an der Corbino-Probe
ergaben sich Zeitkonstanten im Bereich um 0.6 µs.
HL 12.43 Mo 16:30 Poster A
Einfluß der Austausch-Wechselwirkung auf den Quantentransport
in spin-polarisierten Elektronensystemen in
GaInAs-Quantengräben — •F. Vogt 1 , G. Nachtwei 1 , G. Hein 2
und H. Künzel 3 — 1 Institut für Technische Physik und Hochmagnetfeldanlage
der Technischen Universität Braunschweig, Mendelssohnstr.
2, D-38106 Braunschweig — 2 Physikalisch-Technische Bundesanstalt,
Bundesallee 100, D-38116 Braunschweig — 3 Heinrich-Hertz-Institut für
Nachrichtentechnik GmbH, Einsteinufer 37, D-10587 Berlin
An GaInAs-Quantengräben in AlInAs-Barrieren wurden Messungen
des Shubnikov-de Haas- (SdH) und Quanten-Hall-Effekts (QHE) in Magnetfeldern
bis 17.5 T durchgeführt. Bei den Füllfaktoren 1 und 3 ist das
zweidimensionale Elektronensystem im Quantengraben teilweise spinpolarisiert,
was zu einer Erhöhung des effektiven Landé-Faktors g ∗ führt.
Für diesen Fall wurden bei höheren Probenströmen asymmetrische und
hysteretische SdH-Oszillationen theoretisch vorhergesagt. Für den Füllfaktor
1 (höhere Spin-Polarisation) konnte diese Asymmetrie bestätigt
werden. Aus temperaturabhängigen Messungen konnten der Wert für g ∗
und für die Zustandsdichte in der Spin-Energielücke ermittelt werden.
Durch Drehen der Probe im Magnetfeld konnte der Füllfaktor ν = 3
bei hohen Magnetfeldern (B ≈ 15 T) realisiert und ein entsprechendes
Minimum im Probenwiderstand erzeugt werden. Trotzdem waren die erreichbare
Spin-Energielücke und die Spin-Polarisation bei ν = 3 bislang
zu gering, um auch hier die vorhergesagte Asymmetrie und Hysteresis im
SdH-Effekt nachzuweisen.
HL 12.44 Mo 16:30 Poster A
The Mesoscopic Chiral Metal-Insulator Transition in Quantum
Hall Wires — •Stefan Kettemann 1 , Alexander Struck 1 ,
Bernhard Kramer 1 , and Tomi Ohtsuki 2 — 1 I. Institut f. Theoretische
Physik, Univ. Hamburg, Jungiusstr. 9 20355 Hamburg —
2 Department of Physics, Sophia Univ. Kioi-Choi 7-1, Chiyoda-Ku, Tokyo
102-8554, Japan
The localization properties of chiral edge states as function of energy
in disordered quantum wires subject to a strong magnetic field are shown
analytically and numerically to be driven by crossovers from two- to onedimensional
localization of the bulk states [1]. Chiral-metal to insulator
transitions associated with these crossovers are predicted. They are characterized
by jumps of the localization length of the edge states from an
exponentially large to a finite value. As a result, the two-terminal conductance
exhibits at zero temperature discontinuous transitions between
exactly integer plateau values and zero, reminiscent of first order phase
transitions. [1] S. Kettemann, B. Kramer, T. Ohtsuki, cond-mat/0307044
HL 12.45 Mo 16:30 Poster A
Tunneling of quasiholes in the fractional quantum Hall regime
— •Moritz Helias and Daniela Pfannkuche — I. Institut für
Theoretische Physik, Universität Hamburg, Jungiusstr. 9, 20355 Hamburg,
Germany
The elementary low energy excitations in the fractional quantum Hall
(FQH) regime are known to be fractionally charged quasiparticles and
quasiholes. Basing on the edge state picture, a non-equilibrium transport
theory [1] prepared the ground for experiments on tunneling of quasiparticles
between the edges of a quantum point contact (QPC) [2].
Recent measurements [3] on a QPC whose edges carry a dilute current
of quasiparticles led to surprising results at low temperature: Quasiparticle
tunneling appears to be forbidden in this regime, instead Andreev
reflexion could explain the experimental results [4].
In our work we treat a QPC in a finite FQH system by exact numerical
diagonalization. Quasiholes are injected, their time evolution is
investigated and information about possible tunneling processes can be
infered.
[1] Kane, Fisher, PRL 72, p.724 (1994)
[2] Saminadayar et al., PRL 79, p.2526 (1997); Griffith et al., PRL 85,
p.3918 (2000)
[3] Chung et al., PRB 67, 201104 (2003)
[4] Kane, Fisher, PRB 67, 045307 (2003)
HL 12.46 Mo 16:30 Poster A
Interactions and Integer Quantum Hall Fluctuations —
•Christoph Sohrmann und Rudolf A. Römer — Department of
Physcis and Centre for Scientific Computing, University of Warwick,
Coventry CV4 7AL, UK
The integer quantum Hall effect appears to be well-describable by models
of non-interacting electrons in a strong magnetic field. Results seem
in very good agreement with experiments. Even mesoscopic conductance
fluctuations can be shown do have similarly broad distributions as in the
experimental situation [1]. However, in 1999 Cobden et al. [2] reported
strong evidence for a profound effect of the electron-electron interactions
in the integer regime. The authors investigated sample specific conductance
fluctuations in mesoscopic MOSFET devices. In contrast to the
random behaviour of the conductance as a function of one parameter —
such as, e.g., the magnetic field — they found regular patterns for the
conductance when viewed as a function of the two parameters magnetic
field and gate voltage. Using a numerical approach, we are studying these
fluctuations within a Hartree-Fock formulation and check whether the
interaction can indeed lead to the observed behavior.
HL 12.47 Mo 16:30 Poster A
Spectroscopic and transport measurements in the quantum Hall
regime on an optimized structure — •Claas Bierwisch 1 , Stefanie
Döhrmann 1 , Daniel Hägele 1 , Peter Tranitz 2 , Werner
Wegscheider 2 , and Michael Oestreich 1 — 1 Universität Hannover,
Institut für Festkörperphysik, Abteilung Nanostrukturen, Appelstr. 2,
D-30167 Hannover — 2 Universität Regensburg, Institut für Angewandte
und Experimentelle Physik, D-93040 Regensburg
We combine optical and transport measurements on a two-dimensional
electron gas (2DEG) in the quantum Hall regime on a sample with optimized
properties for optical investigations. The sample is a MBE grown
modulation doped 20 nm GaAs/AlxGa1−xAs single quantum well struc-