Localization in Semiconductor Heterostructures Studied by Charge Accumulation Imaging

通过电荷累积成像研究半导体异质结构的局域化

基本信息

  • 批准号:
    0075230
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2000-08-15 至 2003-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

0075230Tessmer, S.This project exploits a novel technique, charge accumulation imaging (CAI) to investigate mesoscopic physics in two-dimensional electron systems (2DES) in GaAs-AlGaAs heterostructures. CAI is a scanning probe method that permits minute amounts of electrical charge to be located with high spatial resolution in a cryogenic environment. Although the technique is in its infancy, the initial experiments have shown that it can measure charging structures beyond the reach of other probes. The experiments address some of the more exciting topics in mesoscopic physics, with a central theme of studying electron-electron interactions and their interplay with disorder. To this end, we will perform two separate studies. The first series of experiments will investigate electronic states in an applied magnetic field. At lower fields, we will probe the percolation patterns of the quantum Hall regime. At higher fields, we will investigate the competition between fractional quantum Hall states and states in which individual electrons become localized. The second series of experiments investigates the 2DES further confined by microfabricated gate electrodes to form quantum dots. Using CAI, we can map-out the spatial characteristics of the dot's eigenstates -- essentially imaging electron wavefunctions. Hence, this study represents a new test of the quantum mechanics at play in these systems.%%%This research applies a novel scanning probe microscopy technique to probe the behavior of electrons confined to two dimensions in semiconductor systems. By mapping out the electric field emanating from the semiconductor's surface, our technique can resolve the electronic structure, despite the fact that the electron layer is buried beneath the surface. The goal of the project is to investigate the nature of interactions between electrons, and their interplay with defects and impurities within the semiconductor. The research provides a challenging training ground for graduate and undergraduate students, as they master advanced microscopy and semiconductor microfabrication techniques.***
0075230 Tessmer,S.该项目利用一种新的技术,电荷积累成像(CAI),研究GaAs-AlGaAs异质结构中二维电子系统(2DES)的介观物理。 CAI是一种扫描探针方法,允许在低温环境中以高空间分辨率定位微量电荷。 虽然这项技术还处于起步阶段,但初步实验表明,它可以测量其他探针无法测量的充电结构。这些实验解决了介观物理学中一些更令人兴奋的话题,其中心主题是研究电子-电子相互作用及其与无序的相互作用。为此,我们将进行两项单独的研究。 第一系列实验将研究外加磁场中的电子状态。 在较低的领域,我们将探讨量子霍尔制度的渗流模式。 在更高的领域,我们将研究分数量子霍尔态和状态,其中个别电子成为本地化之间的竞争。 第二系列的实验研究了2DES进一步由微制造的栅电极限制以形成量子点。 利用CAI,我们可以绘制出点的本征态的空间特性--本质上是电子波函数的成像。 因此,这项研究代表了在这些系统中发挥作用的量子力学的新测试。本研究应用一种新的扫描探针显微镜技术来探测半导体系统中被限制在二维空间的电子的行为。 通过绘制出从半导体表面发出的电场,我们的技术可以解析电子结构,尽管电子层埋在表面之下。 该项目的目标是研究电子之间相互作用的性质,以及它们与半导体中缺陷和杂质的相互作用。 这项研究为研究生和本科生提供了一个具有挑战性的培训基地,因为他们掌握了先进的显微镜和半导体微加工技术。

项目成果

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专著数量(0)
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