Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Halbleiterphysik Donnerstag
We use transport spectroscopy to determine the electronic properties of
self-assembeld Ge hut cluster quantum dots that are embedded in the
quantum well of a Si/SiGe-based resonant tunnelling diode. At temperatures
below 300 mK and high magnetic fields scaling behavior in the
non-linear current-voltage (I − V ) characteristic, switching events and
hysteresis are observed and are dedicated to states of a collective charge
mode.
HL 37.8 Do 12:00 H13
Transport through a quantum dot spin valve — •Matthias
Braun 1,2 , Jan Martinek 2 , and Jürgen König 1 — 1 Theoretische
Physik III, Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum — 2 Institut
für Theoretische Festkörperphysik, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe
We study transport through a quantum dot that is weakly coupled to
ferromagnetic leads. The interesting aspect of this structure is that it
combines two physical paradigms. Due to the polarized leads, the tunnel
rates of the electrons becomes spin dependent leading to the spin
valve effect. On the other hand the low capacity of a quantum dot
strongly enhances the importance of electron-electron interaction leading
to Coulomb blockade.
In a non-equilibrium situation spin accumulates on the dot for
non-parallel aligned electrode magnetizations. Due to the interplay
of Coulomb interaction and coupling to ferromagnetic leads, this
accumulated spin experiences an exchange field which leads to spin
precession.
Spin and charge accumulation as well as the precession of the accumulated
spin in the exchange field influence the dot state. The resulting
complex dynamics of the dot spin is visible in the linear and non-linear
transport characteristics of the device.
HL 37.9 Do 12:15 H13
Frequenzabhängige Kapazitätsspektroskopie am Löchersystem
von InAs Quantenpunkten — •Peter Kailuweit, Peter Schafmeister,
Dirk Reuter und Andreas D. Wieck — Angewandte
Festkörperphysik, Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstraße 150, D-
44780 Bochum
Mittels frequenzabhängiger Kapazitätsspektroskopie wurde das
Löchersystem von InAs Quantenpunkten untersucht. Es wurden bis zu
acht getrennte Ladepeaks beobachtet und es konnte der Energieunterschied
zwischen den einzelnen Peaks abgeschätzt werden. Alle Ladepeaks
werden mit zunehmender Meßfrequenz kleiner, jedoch ist die Signalabnahme
umso stärker, desto geringer die Energie des Lochlevels ist. Ein
Vergleich mit den Ergebnissen zum Elektronensystem ähnlicher Quantenpunkte
zeigt, daß alle Lochniveaus einen Schwerlochcharakter haben,
mit einer Effektiven Masse von 0, 73me.
HL 37.10 Do 12:30 H13
Resonance Kondo tunneling through a double quantum dot at
finite bias — •Mikhail Kiselev 1 , Konstantin Kikoin 2 , and Laurens
W. Molenkamp 3 — 1 Institut für Theoretische Physik und Astrophysik,
Universität Würzburg, 97074 Würzburg, Germany — 2 Ben-
Gurion University of Negev, Beer-Sheva 84105, Israel — 3 Physikalisches
Institut (EP3), Universität Würzburg, 97074 Würzburg, Germany
It is shown that the resonance Kondo tunneling through a double quantum
dot (DQD) with even occupation and singlet ground state may arise
at a strong bias, which compensates the energy of singlet/triplet excitation.
Using the renormalization group technique we derive scaling
equations and calculate the differential conductance as a function of an
auxiliary dc-bias for parallel DQD described by SO(4) symmetry. We
analyze the decoherence effects associated with the triplet/singlet relaxation
in DQD and discuss the shape of differential conductance line as a
function of dc-bias and temperature.
HL 37.11 Do 12:45 H13
Magnetodispersion wechselwirkender eindimensionaler Wellenleiter
— •S.F. Fischer 1 , G. Apetrii 1 , U. Kunze 1 , D. Schuh 2 und
G. Abstreiter 2 — 1 Werkstoffe und Nanoelektronik, Ruhr-Universität
Bochum, D-44780 Bochum — 2 Walter-Schottky-Institut, Technische Universität
München, D-85748 Garching
Nanostrukturierung von GaAs/AlGaAs-Heteroschichten mit hochbeweglichen
2D-Elektronengasen ermöglicht elektronische Wellenleiter
hoher 1D-Subbandenergieabstände (> 10 meV) herzustellen. Dies
begünstigt 1D-Energieniveauentartung bzw. -aufspaltung wechselwirkender
1D-Elektronensysteme experimentell zu ermitteln. In dieser Arbeit
wurden 1D-Engstellen aus einem 2D-Elektronensystem (beiseidig modulationsdotierten
Quantentopf von 30 nm Breite) mit zwei besetzten
Subbändern (vertikalen Moden) mit dem Rasterkraftmikroskop nanostrukturiert
[1]. 1D-ballistischer Transport zeigt sich in der Leitwertquantisierung
in Stufen von 2e 2 /h bei 4.2 K. Bei Besetzung der zweiten
vertikalen Mode treten Leitwertanomalien auf [2]. Im transversalen Magnetfeld
führt die unterschiedliche Ausdehnung der Wellenfunktionen der
vertikalen Moden zu verschiedenen Magnetodispersionen. Dies ermöglicht
Koinzidenzen von 1D-Energieniveaus der zwei vertikalen Moden, wobei
gleiche Parität zu einer Aufhebung der Energieentartung führt. Es wurde
eine Energieaufspaltung ∆E von etwa 1 meV ermittelt.
HL 37.12 Do 13:00 H13
Shot noise measurements of InAs quantum dots — •N. Maire 1 ,
A. Nauen 1 , F. Hohls 1 , R. J. Haug 1 , and K. Pierz 2 — 1 Institut
für Festkörperphysik, Universität Hannover, D-30167 Hannover —
2 Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, D-38116
Braunschweig
We investigate the noise properties of self-assembled InAs quantum
dots embedded into a GaAs-AlAs-GaAs heterostructure. The I-V -
characteristic shows a step-like dependence which can be directly linked
to resonant tunneling through the ground states of single quantum dots.
This allows us to measure the noise properties of single 0-dimensional
states.
The resulting noise power shows a frequency independent spectrum
from 1-10 kHz, the so called shot noise. This noise power is suppressed
compared to the theoretical value 2eI of a single tunneling barrier as it is
indeed expected for a double barrier resonant tunneling structure. This
suppression is characterized by the dimensionless Fano factor α = S/2eI;
S being the average noise power density. Measurements at high magnetic
fields show a transition from a single step to a double step in the I-V -
characteristic due to Zeeman splitting and a shifting of α as a transition
from a spin nondegenerate ground state to a degenerate ground state
occurs. Furthermore the temperature dependence of α on the Fermi occupation
function of the emitter is observed.
HL 37.13 Do 13:15 H13
Controlling Spin States in Lateral Quantum Dots — •Clemens
Rössler 1 , Andreas K. Hüttel 1 , Stefan Ludwig 1 , Dieter
Schuh 2 , and Jörg P. Kotthaus 1 — 1 Center for NanoScience and
Sektion Physik Ludwig-Maximilians-Universität, Geschwister Scholl
Platz 1, D-80539 München, Germany — 2 Walter-Schottky-Institut, Am
Coulombwall 3, D-85748 Garching, Germany
Conventional semiconductor based electronics rely on the charge of
many electrons for triggering transistors. In contrast, we attempt to reach
the regime in which a logical bit is defined by a single electron spin. Here,
quantum information processing promises new prospects regarding the
basic notions of computing. Qubits defined by single electron spin states
in lateral quantum dots can combine long coherence times with an easily
tunable electrostatic confinement.
We discuss our novel split gate geometries and present first results towards
manipulating electron spin states in quantum dots in the limit of
few electrons.