Optischer Split-Coil-Kryostat mit 3He-Einsatz

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Der beantragte optische 11.5 T Split-Coil-Magnetkryostat mit 3He-Einsatz soll für verschiedene Transmissions-, Photolumineszenz- und Ramanexperimente an Halbleiter-Quantenstrukturen sowie für Magnetisierungsmessungen in verkippten Magnetfeldern eingesetzt werden. Schwerpunktsmäßig soll das Gerät es ermöglichen, die Strukture und Dynamik von Quanten-Hall-Systemen mittels linear-optischer Spektroskopie und Ultrakurzzeit-Spektroskopie zu untersuchen. Im Vordergrund soll dabei zum einen die räumliche Ausdehnung und Struktur sowie die Dynamik von Spin-Texturen stehen. Durch laterale Strukturierung mittels metallischer Gates bzw. strukturierter Stressoren soll das zweidimensionale Elektronensystem (2DES) in modulations-dotierten AlGaAs-GaAs Heterostrukturen auf räumliche Bereiche eingeschränkt werden, deren Größe der Ausdehnung der Spin-Texturen nahekommt. Es soll das Auftreten und Verhalten der Spin-Texturen im optischen Experiment in Abhängigkeit von der lateralen Strukturgröße untersucht werden. Die Größe der Spin-Texturen ist abhängig vom Verhältnis (g) Zeeman-Energie zu Coulombenergie im Magnetfeld. Als weiterer Parameter kann somit g durch ein Verkippen des Magnetfeldes variiert werden. Zum anderen soll als ergänzende Untersuchung an optimierten Proben lineare und nichtlineare, zeitabhängige Faraday-Rotation gemessen werden. Dies soll direkte Informationen über den Spinzustand und die Spindynamik der Spin-Texturen liefern. Weiterhin planen wir Ultrakurzzeit-Experimente im gesamten Quanten-Hall-Bereich zur Untersuchung der Dynamik des hochkorrelierten Elektronensystems. Der beantragte Magnetkryostat ermöglicht daneben die Kombination der Anregungsspektroskopie-Untersuchungen mit den innerhalb der Forschungsgruppe etablierten Magnetisierungs-Experimenten, die die Grundzustandsenergie des Vielteilchensystems widerspiegeln. Besonders interessant ist hier der Einfluß von Spin-Texturen auf den de Haas-van Alphen Effekt. Aufgrund der erforderlichen speziellen Ausstattung gehört das Gerät nicht zu der Grundausstattung und soll als Großgerät bei der DFG beantragt werden.