Year: 2006
Type: dissertation
Abstract: Bereits Mitte des letzten Jahrhunderts befassten sich Theoretiker mit der Möglichkeit eines Bose-Einstein-Kondensates aus Exzitonen in Halbleitersystemen [1, 2].Es wurde vorausgesagt, dass Exzitonen aufgrund ihrer geringen Masse bereits bei Temperaturen um 1 K in die kondensierte Phase übergehen sollten.Bei Temperaturen also, die 10 6 höher sind als bei Bose-Einstein-Kondensaten (T c = 10 -6 K) aus den viel schwereren Alkali-Atomen.Zwei-dimensionale Doppellagen Systeme im Bereich den Quanten-Hall-Effektes wurden u.a.als mögliche Kandidaten für solch ein Exziton-Kondensat vorgeschlagen und tatsächlich haben Experimente Anzeichen für ein Bose-Einstein-Kondensat liefern können.Zu den Beobachtungen gehören u.a.das Vorhandensein eines Maximums in der Tunnelleitfähigkeit um 0V, welches an den Josephson-Effekt erinnert [3], die Quantisierung des Hall-Widerstandes in der Drag-Schicht [4] und das Verschwinden des Hallwiderstandes in der Gegenstrom Konfiguration (Counterflow), der als Fluss von Exzitonen interpretiert wird [5, 6, 7].Der Fokus dieser Dissertation ist die Untersuchung dieses neuartigen ν T =1 exzitonischen superfluiden Zustandes mit Hilfe von zwei-dimensionalen Elektron-Doppellagensystemen.Im speziellen wurde versucht, vorherige experimentelle Beobachtungen zu bestätigen, sowie diesen bisher relativ unverstandenen Doppellagen-Quanten-Hall Effekt weiter zu charakterisieren.Doppellagen-Systeme werden mittels MBE Technologie hergestellt und bestehen aus zwei dicht-angrenzenden GaAs Potentialtöpfen (quantum wells), getrennt durch ein AlAs/GaAs Übergitter als Barriere mit geringer Tunnelrate.Die Erzeugung der beiden zwei-dimensionalen Elektronengasen wird ermöglicht durch Si-Donatoratome, die sich in der Nähe der Potentialtöpfe befinden.Die beiden zwei-dimensionalen Elektronengase besitzen eine intrinsische Elektronendichte von n s < 5.0×10 10 cm -2 in Verbindung mit hohen Mobilitäten von µ> 500000 cm 2 V -1 s -1 bei Temperaturen von 4.2K.Die unabhängige Kontaktierung der beiden Elektronengase wird mittels des "selektiven Verarmungsprinzips" gewährleistet [8, 9], das metallische "top gates" und überwachsene Si-dotierte GaAs "back gates" verwendet.Interlagen-Tunnelexperimente wurden an einer Probe mit 17nm breiten Potentialtöpfen, getrennt durch eine 12.4 nm AlAs/GaAs Barriere, durchgeführt.Der gemessenen Interlagen-Widerstand bei nicht vorhandenem Magnetfeld betrug mehrere GΩ.Es konnte kein Hinweis ω
DOI: 10.15488/6820
Author: Wiersma, Rodney David
Language: English
Subfield: Atomic and Molecular Physics, and Optics
Field: Physics and Astronomy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W2991262318