Magnetization of two-dimensional electron systems in the integral and fractional Quantum Hall effect regime

Applicant Professor Dr. Dirk Grundler
Subject Area Experimental Condensed Matter Physics
Term from 2000 to 2008
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5246660
 

Project Description

Es soll die Magnetisierung von zweidimensionalen Elektronensystemen, wie sie in modulationsdotierten AlGaAs/GaAs-Halbleiterheterostrukturen realisiert werden, mit Hilfe von SQUID-Suszeptometrie sowie Cantilever-Magnetometrie in hohen Magnetfeldern und bei tiefen Temperaturen untersucht werden. Im besonderen wollen wir die 2DES Magnetisierungsphänomene im Bereich des Integralen und Fraktionalen Quanten-Hall-Effekts studieren. Dabei interessieren uns sowohl der thermodynamische Gleichgewichtszustand, der sich im deHaas-van Alphen-Effekt widerspiegelt, als auch das magnetische Moment, das durch induzierte Wirbelströme hervorgerufen wird. Gerade im letztgenannten Fall haben wir eine Experimentiermöglichkeit erarbeitet, mit deren Hilfe wir kontaktlose Magnetotransport-Messungen durchführen und damit den Stromtransport in den Randkanälen ohne dissipationsbehaftete Elektrodenkonfigurationen nachweisen können. Im Vordergrund der Untersuchungen sollen zwei Phänomene stehen, die in diesem Forschungsfeld von aktuellem Interesse sind: Welche Renormalisierungseffekte treten im deHaas-van Alphen-Experiment aufgrund von Vielteilchen-Wechselwirkungen und -Korrelationseffekten auf, und wie verändern sie die Grundzustandsenergie des Elektronensystems? Wie begrenzen Streuphänomene im IQHE und FQHE die Stromtragfähigkeit im Randkanalbild, welche Rolle spielen "bulk"-Ströme im QHE und in der Magnetisierung? Die Magnetisierungsexperimente sollen über einen Temperaturbereich von etwa 0.02 K bis 10 K im äußeren Magnetfeld bis 16 T durchgeführt werden.
DFG Programme Priority Programmes
Subproject of SPP 1092:  Quantum Hall Systems
Participating Person Professor Dr. Detlef Heitmann