Der Kohärente Hall-Effekt im Halbleiterübergitter: Untersuchung von Felddynamik und Vielteilcheneffekte

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Mit dem Begriff "Kohärenter Hall-Effekt" wird die Dynamik von Ladungsträger-Wellenpaketen unter Hall-Bedingungen während der Zeitspanne, in der Kohärenz der Wellenpakete vorliegt, beschrieben. Nachdem uns kürzlich die Beobachtung des Kohärenten Hall-Effektes in einem Halbleiterübergitter mittels TerahertzEmissions-Spektroskopie gelang, sollen nun der Kohärenzzerfall und die Vielteilchenaspekte genauer untersucht werden. Mit dem Kohärenten Hall-Effekt ist ein quantenkohärentes Phänomen zugänglich geworden, dessen Verhalten durch die Konkurrenz starker elektrischer und magnetischer Felder geprägt ist. Die semiklassischen Trajektorien der Ladungsträger weisen, wie bei unseren Terhaertz-Experimenten nachgewiesen, in Abhängigkeit vom Verhältnis der elektrischen und magnetischen Feldstärken zwei grundlegend voneinander verschiedene Bewegungsformen auf. Beim kritischen Verhältnis schlägt die eine abrupt in die andere Bewegungsform um; in der Umgebung werden die Trajektorien sehr komplex (Auftreten höherer Harmonischer) und es sind starke Coulomb-Einflüsse zu erwarten. Da die Terahertz-Emission hier schwach ist bzw. am kritischen Punkt, wo jede oszillatorische Bewegung unterdrückt ist, bis auf einen Einschwingvorgang ganz verschwindet, sollen alternative Messmethoden (Vierwellenmischen bzw. internes elektrooptisches Abtasten) zur genaueren Untersuchung des Üergangsregimes verwendet werden.