Transportuntersuchungen an dichtemodulierten zweidimensionalen Elektronensystemen

Abstract (German)

In dieser Arbeit werden Magnetotransport-Messungen an hochbeweglichen zweidimensionalen Elektronengasen vorgestellt. Die Elektronen werden einem eindimensional periodischen Modulationspotential unterworfen, welches zu Kommensurabilitätseffekten zwischen der Periode der Modulation und dem Zyklotronradius der Ladungsträger führt. Das Modulationspotential wird durch die Technik der ...

Abstract (German)

In dieser Arbeit werden Magnetotransport-Messungen an hochbeweglichen zweidimensionalen Elektronengasen vorgestellt. Die Elektronen werden einem eindimensional periodischen Modulationspotential unterworfen, welches zu Kommensurabilitätseffekten zwischen der Periode der Modulation und dem Zyklotronradius der Ladungsträger führt. Das Modulationspotential wird durch die Technik der in-situ-interferometrischen Belichtung erzeugt. Dazu werden zwei kohärente Laserstrahlen bei tiefen Temperaturen auf der Probenoberfläche zur Überlappung gebracht. Das entstehende Interferenzmuster wird durch den persistenten Photoeffekt in der Probe eingefroren und erzeugt so das Modulationspotential. Ein optischer Aufbau zur Erzeugung des Interferenzmusters in einem Mischungskryostaten mittels optischer Fasern wird vorgestellt. Messungen werden im Regime des Quanten Hall Effekts und des fraktionalen Quanten Hall Effekts durchgeführt, die Kommensurabilitätseffekte führen dabei zu charakteristischen Oszillationen im Widerstand. Die Experimente führen zu zwei Ergebnissen: Erstens kann ein temperaturabhängiges Umklappen der Phasenlage der Kommensurabilitätsoszillationen auf eine Auswirkung der Elektron-Elektron-Wechselwirkung zurückgeführt werden. Zweitens werden im Regime des fraktionalen Quanten Hall Effekts neue Oszillationen gefunden, welche als Kommensurabilitätseffekte von Composite Fermions interpretiert werden können.

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In this work, magnetotransport in high mobility two-dimensional electron gases is investigated. The electrons are exposed to a periodic one-dimensional modulation potential, which leads to commensurability effects between the cyclotron radius of the charge carriers and the modulation period. The modulation is generated via the technique of in-situ-interferometric illumination, in which two ...

Translation of the abstract (English)

In this work, magnetotransport in high mobility two-dimensional electron gases is investigated. The electrons are exposed to a periodic one-dimensional modulation potential, which leads to commensurability effects between the cyclotron radius of the charge carriers and the modulation period. The modulation is generated via the technique of in-situ-interferometric illumination, in which two coherent laser beams are coupled into a cryostat and overlap on the sample surface. The resulting interference pattern is frozen into the sample by means of the persistent photo conductivity effect and gives rise to the modulating potential. The optical setup is introduced, which uses optical fibers to generate the interference pattern in the mixing chamber of a dilution refrigerator. Measurements in the regime of the Quantum Hall effect and the fractional Quantum Hall effect reveal characteristic oscillations in the resistivity due to the commensurability effects. The experiments yield two main results: first, a temperature dependent switching of the phase of the commensurability oscillations can be understood as a consequence of electron electron interaction. Secondly, new oscillations are found in the regime of the fractional Quantum Hall effect, which can be interpreted as commensurability oscillations of composite fermions.

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