Spin-orbit interaction and gate operation in custom-tailored InAlAs-based two-dimensional electron systems

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	12 December 2022
Referee:	Prof. Dr. Dominique Bougeard
Date of exam:	29 November 2022
Institutions:	Physics > Institute of Experimental and Applied Physics > Chair Professor Huber > Group Dominique Bougeard
Keywords:	quantum well, spin-orbit interaction, spin-orbitronics, 2DES, InAlAs, magnetotransport, gate response, heterostructures, semiconductor
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	53296

Abstract (English)

We present an extensive experimental study of gated InAs/InGaAs/InAlAs quantum well heterostructures, grown via molecular beam epitaxy. Magnetotransport experiments allow us to explain and predict peculiar gate operation characteristics, which originate from intrinsically present crystal defects in the InAlAs. We manipulate the Rashba spin-orbit interaction via bandstructure engineering in ...

Abstract (English)

We present an extensive experimental study of gated InAs/InGaAs/InAlAs quantum well heterostructures, grown via molecular beam epitaxy. Magnetotransport experiments allow us to explain and predict peculiar gate operation characteristics, which originate from intrinsically present crystal defects in the InAlAs. We manipulate the Rashba spin-orbit interaction via bandstructure engineering in custom-tailored heterostructure as well as via electrical fields introduced by top and back gate operation.

Translation of the abstract (German)

Diese Arbeit beinhaltet eine umfassende experimentelle Studie an InAs/InGaAs/InAlAs-Quantentopf Heterostrukturen, welche mittels Molekularstrahlepitaxie gewachsen wurden. Durch Magentotransport-Messungen können wir spezielle Eigenschaften im Gate-Verhalten sowohl erklären als auch vorhersagen. Diese haben ihren Ursprung in intrinsisch-vorkommenden Kristalldefekten im InAlAs, welche als n-artige ...

Translation of the abstract (German)

Diese Arbeit beinhaltet eine umfassende experimentelle Studie an InAs/InGaAs/InAlAs-Quantentopf Heterostrukturen, welche mittels Molekularstrahlepitaxie gewachsen wurden. Durch Magentotransport-Messungen können wir spezielle Eigenschaften im Gate-Verhalten sowohl erklären als auch vorhersagen. Diese haben ihren Ursprung in intrinsisch-vorkommenden Kristalldefekten im InAlAs, welche als n-artige tiefe Störstellen die Bandstruktur beeinflussen. Wir beeinflussen und steuern die Rashba Spin-Bahn-Kopplung zum einen durch maßschneidern der Bandstruktur, zum anderen durch externe elektrische Felder erzeugt mittels beidseitiger Gate-Elektroden.

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