Spinfilter-Kaskaden in InAs-Heterostrukturen
Final Report Abstract
Aus InAlAs/InAs/InGaAs-Heterostrukturen wurden ballistische Quantenpunktkontakte und zweistufige Spinfilterkaskaden ohne ferromagnetische Kontakte hergestellt. Die Leitwerte der InAs-Kanäle konnten in beiden Proben mit Sidegates und mit Topgates in einem weiten Bereich der eindimensionalen Elektronendichte gesteuert werden. Sie zeigen ausgeprägte, spinaufgelöste Leitwertstufen. Die hohe Spin-Bahn-Wechselwirkung und der starke Spin-Hall-Effekt in den InAs-Kanälen erzeugen am Ausgang der ersten Stufe der Spinfilterkaskade eine Spinpolarisation, die mit der zweiten Stufe rein elektrisch als Differenz der Leitwerte durch die beiden Ausgänge der Kaskade nachgewiesen wird. Die Spinpräzessionslänge konnte mit äußeren Magnetfeldern abgestimmt werden. Oszillationen der Leitwerte der Spinfilterkaskaden in einem Magnetfeld können als erste Belege für die Zitterbewegung in Halbleitern angesehen werden, die von Schrödinger für freie relativistische Elektonen vorhergesagt wurde. Das Vorhaben lieferte wichtige Erkenntnisse zur Spin-Bahn-Wechselwirkung niedrigdimensionaler Elektronensysteme in Halbleiter-Nanostrukturen.
Publications
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