Tieftemperatur-Rastertunnelspektroskopie-Untersuchungen an oberflächennahen zweidimensionalen Elektronengasen im Quantenhallbereich

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Zwecks Erreichung höchster Ortsauflösung sollen zunächst gezielt oberflächennahe, zweidimensionale Elektronengase (2DEG) gewünschter Elektronendichte und hoher Mobilität erzeugt werden. An diesen Proben sollen zwei Themenkomplexe parallel untersucht werden. Einerseits sollen in einer Rastertunnelmikroskopieapparatur, die Temperaturen bis hinab zu 6 K und Magnetfelder bis zu 6 T erreicht, Messungen zum Lokalisierungs-Delokalisierungsübergang im ganzzahligen Quantenhallbereich durchgeführt werden. Andererseits soll in einem im Januar 2000 zu liefernden (300 mK/14 T)-System die Möglichkeit implementiert werden, RTS-Messungen unter Transportbedingungen durchzuführen. Die tieferen Temperaturen und höheren Magnetfelder werden es erlauben, zu kleineren Energieskalen der Zustandsdichte und in den fraktionalen Quantenhallbereich vorzudringen. Messungen bei Füllfaktor (FF) 1/2 lassen dabei detaillierte Einblicke in die Charakteristika von "Composite Fermionen" (CF) erwarten. Insbesondere soll mit Hilfe von energieabhängigen Streuexperimenten die Dispersion der CF und damit die effektive Masse im effektiven Nullfeld bestimmt werden. Diese kann direkt mit der effektiven Masse aus RTS-Anregungsspektren, die die Landauquantisierung der CF zeigen, verglichen werden. Durch Streuexperimente bei B = O T und FF 1/2 läßt sich darüber hinaus der Streucharakter von CF und Elektronen an der identischen Potentialstörung studieren.Ziele des Projektes sind die routinemäßige Spektroskopierbarkeit eines oberflächennahen 2DEG's einstellbarer Elektronendichte im Magnetfeld, ein detailliertes Verständnis des Verhaltens der Zustandsdichte im ganzzahligen Quantenhallbereich und erste Ergebnisse zur effektiven Nullfeldmasse und dem Streucharakter von "Composite Fermionen".