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Infrared radiation induced gyrotropic photocurrents in semiconductor nanostructures

URN to cite this document: urn:nbn:de:bvb:355-epub-142284

Diehl, Helgi (2010) Infrared radiation induced gyrotropic photocurrents in semiconductor nanostructures. Dissertationsreihe der Fakultät für Physik der Universität Regensburg Band 1, PhD, Universität Regensburg

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Abstract (English)

This thesis deals with an advanced experimental investigation of infrared radiation induced gyrotropic photocurrents in semiconductor nanostructures. These provide an access to non-equilibrium processes in low-dimensional materials like quantum wells allowing especially studies of spin and orbital properties of carriers. Even though a noticeable progress in both the basic research and utilisation of the gyrotropic currents has been achieved, their complete understanding is still a challenge. The conducted measurements improve the knowledge by revealing a number of new phenomena. Among them are a first experimental observation of circular photon drag effect demonstrating a simultaneous transfer of photon linear and angular momenta to carriers and a detection of a nonlinear magneto-gyrotropic photocurrent. The latter effect coheres with the heavy-hole type of the lowest conduction band in HgTe quantum wells allowing, for instance, determination of the quantum spin Hall insulator state.

Translation of the abstract (German)

Das Thema der Dissertation ist eine erweiterte experimentelle Untersuchung der infrarotlichtinduzierten gyrotropen Photoströme in Halbleiternanostrukturen. Diese liefern einen direkten Zugang zu Nichtgleichgewichtsprozessen in niederdimensionalen Materialen, wie z.B. Quantentrögen, indem sie gestatten, sowohl Spin- als auch orbitale Eigenschaften der Ladungsträger zu erforschen. Trotz eines beachtlichen Fortschrittes in letzter Zeit sowohl in Grundlagenforschung als auch in Anwendung der gyrotropen Ströme, deren vollständiges Verständnis bleibt immer noch eine Herausforderung. Die durchgeführten Experimente vervollkommnen das Gesamtmuster, indem sie eine Reihe neuer Gegebenheiten aufzeigen. So wurde im Rahmen der Arbeit der erste experimentelle Nachweis des zirkularen Photondrageffekts erbracht, welcher einen gleichzeitigen Übertrag des linearen und Drehmoments des Photons auf einen Ladungsträger zeigt. Ferner wird über die Entdeckung des nichtlinearen magnetogyrotropen Photostroms berichtet. Dieser hängt mit dem Schwere-Löcher-Typus des untersten Leitungsbandes in HgTe-Quantentrögen zusammen und eignet sich u.a. zur Bestimmung des Quantum-Spin-Hall-Isolatorzustandes.

Item Type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Referee:	Prof. Dr. Sergey Ganichev and Prof. Dr. Christian Schüller
Date of exam:	10 March 2010
Institutions:	Physics > Institute of Experimental and Applied Physics > Professor Ganichev > Group Sergey Ganichev
Keywords:	gyrotropic photocurrents, spin und orbital properties, semiconductor nanostructures
Subjects:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Owner:	Universitätsbibliothek Regensburg
Deposited On:	11 Jun 2010 11:36
Last Modified:	21 Jul 2011 00:26
Item ID:	14228

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