Magnetotransportuntersuchungen an zweidimensionalen Systemen im ballistischen Regime

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	23 Oktober 2008
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Dieter Weiss
Tag der Prüfung:	18 September 2008
Institutionen:	Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Weiss > Arbeitsgruppe Dieter Weiss
Stichwörter / Keywords:	Magnetowiderstand , Elektronengas , Dimension 2 , ballistisches Regime , magnetische Fokussierung , Kommensurabilitätsoszillationen , 2DES , magnetotransport , ballistic regime , magnetic focussing , commensurability oscillations
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	10789

Zusammenfassung (Deutsch)

Auf GaAs/AlGaAs-Heterostrukturen beruhende zweidimensional leitfähige Elektronensysteme (2DES) zeichnen sich bei Magnetotransportexperimenten unter anderem durch das Auftreten des quantisierten Halleffektes aus. In dieser Arbeit wurden extrem hochbewegliche 2DES im Regime ballistischen Ladungstransports untersucht. Das ballistische Regime wurde durch Strukturierung von Hallbars in der ...

Zusammenfassung (Deutsch)

Auf GaAs/AlGaAs-Heterostrukturen beruhende zweidimensional leitfähige Elektronensysteme (2DES) zeichnen sich bei Magnetotransportexperimenten unter anderem durch das Auftreten des quantisierten Halleffektes aus. In dieser Arbeit wurden extrem hochbewegliche 2DES im Regime ballistischen Ladungstransports untersucht. Das ballistische Regime wurde durch Strukturierung von Hallbars in der Größenordnung von wenigen Mikrometern erreicht. An derartigen Mikrohallbars konnte ein neuartiger magnetischer Fokussierungseffekt gefunden werden, der sich bei Variation eines angelegten Magnetfeldes in einem periodisch oszillierenden elektrischen Längswiderstand äußert. Besonders deutlich ausgeprägt sind die Oszillationen im Temperaturbereich zwischen zwei und vier Kelvin. Bei besonders hochbeweglichen 2DES erreichen die Widerstandsminima bemerkenswert tiefe Werte von unter ein Ohm.
Begleitend zu den Messungen wurden auf dem Landauer-Büttiker-Formalismus beruhende Simulationsrechnungen durchgeführt. Diese bestätigen das Auftreten das Auftreten periodischer Oszillationen im Längswiderstand von nahezu ballistischen Systemen bei Vorhandensein eines schwachen Hintergrund Unordnungspotenzials.
Darüberhinaus wurden in dieser Arbeit Messungen an 2DES mit aufgeprägten eindimensional periodisch alternierenden elektrischen Modulationspotenzialen durchgeführt. Derartige Systeme zeichnen sich durch das Auftreten von Kommensurabilitätsoszillationen im Längswiderstand aus. Im ballistischen Regime überlagern sich Kommensurabilitäts- und Fokussierungsoszillationen.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Two-dimensional electron systems (2DES) based on GaAs/AlGaAs heterojunctions are primarily characterized by the appearance of the quantized Hall effect in magnetotransport experiments. In this thesis we studied ultra high mobility 2DES in the regime of ballistic transport. The ballistic regime is achived by patterning Hallbar structures in a size of only a few micrometers. A new type of magnetic ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Two-dimensional electron systems (2DES) based on GaAs/AlGaAs heterojunctions are primarily characterized by the appearance of the quantized Hall effect in magnetotransport experiments. In this thesis we studied ultra high mobility 2DES in the regime of ballistic transport. The ballistic regime is achived by patterning Hallbar structures in a size of only a few micrometers. A new type of magnetic focusing effect was discovered in magnetotransport experiments on such micro-Hallbars. The effect manifests itself in a periodically oscillating longitudinal resistance when an external magnetic field is varied. The oscillations turn out to be clearly perceptible in a temperature range of 2-4 K. Samples of outstanding high mobility show remarkable resistance drops to below 1 Ohm.
Accompanying simulations were carried out by using the Landauer-Büttiker-formalism. Thus the existance of periodic oscillations in longitudinal resistances of nearly ballistic systems in the present of a randomly fluctuating background potential was proven.
Additionally we examined 2DES under the influence of one-dimensional periodic modulation potentials. They are characterized by commensurability oscillations in longitudinal resistances. In ballistic regime, commensurability oscillations and focusing oscillations are superimposed.

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