Spin Effects in quasi-1D Systems of Narrow Gap Semiconductors

In den letzten zehn Jahren ist sehr intensiv Grundlagenforschung zu Spin- Effekten In halbleteren and halbleternanostruckturen vorangetriebenden, motiviert durch die Möglichkeit eine neue Ära In der Elektronik（“Spinelektronik”）and information technology zu eröffnen。浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江浙江。纳米结构、纳米结构、纳米结构、纳米结构、纳米结构、纳米结构、纳米结构、纳米结构、纳米结构。自旋bahn (SB)- wechselwirkung wind es möglich den自旋hand von elektrischen Gleich- and Wechselfeldern zu beinfussen and zu steuern。In diesem Antrag wind gemeinsam mit der partnergroup and the University of Buffalo （ÜB）， NY， USA; In dreijähriges experimentelles Forschungsvorhaben vorgestellt, mit weiteren Kooperationen In der theory and der Materialherstellung。Der Forschungsschwerpunkt light in dem Grundlagenverständnis Der S B-Kopplungseffekte in准三维（1 D） InAs-basierten heterostruckturen, in denen spin-abhängige Phänomene untersucht werden and die Möglichkeiten zur Nutzung in neuen spinelektronischen Bauelementen ausgelotet werden。Die zwei Forschergruppen haben gemeinsame Interessen in der Physik und komplementäre Expertisen: Die UB-Gruppe Die Expertise in optischer （speziell太赫兹）Spektroskopie von halbleiternanostructuren；dem Hochfeld-Magnetotransport von quasizweidimensionalen (2D) Ladungsträgersystemen und Spineffekten in Halbleitern, die Gruppe and der Ruhr-Universität Bochum (RUB), Expertise in der Herstellung von Halbleiternanostrukturen, Magnetotransport von Quantendrähten (QD), Quantenpunktkontakten and der Physik nanoelektronische Bauelemente。（德国慕尼黑工业大学瓦尔特-肖特基研究所和哈佛大学）德国波恩大学科学与技术研究所。Starke SB-Wirkung等。基于Wachstum和Anlegen elektrischer Felder gebrochen风的半对称异质结构研究。在Quantendrähte sowie In Quanten-Hall-Randkanälen (QHR) bef es zunächst der Grundlagenforschung um zu einem Verständnis她den Einfluss einer starken SB-Wechselwirkung auf die elektrischen Transporteigenschaften zugelangen。研究方向：基于实验技术的量子合作与基于实验技术的量子合作与基于实验技术的量子合作与基于实验技术的量子合作与基于实验技术的量子合作。(1)。QHR中EDSR的光响应研究[j]。inas基异质结构中Quantendrähten珠宝中的EDSR和量子输运。第二部分：合作与合作：合作与合作komplementären合作与合作的方法论。(“知识价值”)Das vorgeschlagene Forschungsprogramm der Kooperation beinhaltet Materialwachstum, Nanostrukturierung, Tieftemperatur-Magnetotransport,太赫兹光响应Spektroskopie和理论嗯旋转-和SB-Wechselwirkungseffekte quasi-1D Systemen祖茂堂untersuchen。Der Vergleich von lithografisch hergestellten Quantendrähten mit Quanten-Hall-Randkanälen in准二维电子通信系统ermöglicht ein tiefes Verständnis Der Grundlagen Der Physik starker sb - wehselwirkung in Halbleiter mit niedriger bandllcke zu erlangen。研究纳米结构与纳米技术的关系，研究纳米结构与纳米材料的关系，研究纳米结构与纳米材料的关系。Die Bandbreite der untersuchten Strukturen und Die THz und magnetotransport - untersuchunmethoden (Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaften von elektrischen, magnetischen und optischen Feldern); Die Zugang zu fundamentalen Eigenschaften； der Zusammenspiel von sf - effekten in Felder in准一维Strukturen ermöglichen。Infolge der Kooperationsforschung erwarten wir ein veteeftes Verständnis under welchen Vorraussetzung复合物1 D-Strukturen gefertigt werden können， z.B. als kurze Quantendrähte oder Quantenpunktkontakte in werindung mit QHR um mit mach - zehnder干涉仪spin-abhängige Kohärenzmessungen zu ermöglichen。（“更广泛的影响”）（“更广泛的影响”）（“更广泛的影响”）（“更广泛的影响”）（“更广泛的影响”）（“更广泛的影响”）（“更广泛的影响”）德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），interdisziplinäre德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（德国），德国博士（ÜB德国）。Die Forschung ist <s:1>学士和硕士研究生zugänglich und sie and das Projekt， werden unmittelbar durch ihr Mitwirken proftieren。Studierende unterrepräsentierter Gruppen werden ermutirunehmen and im Rahmen der NSF REU gefördert。Das forschungsvohaben ermöglicht Studierenden der der ÜB einen Forschungserfahrung in deutschin Training und eine individuelle Vorbereitung and der ÜB and einen einmonatigen Aufenthalt and der RUB in frummer。

In den letzten zehn Jahren ist sehr intensiv Grundlagenforschung zu Spin- Effekten in Halbleitern und Halbleiternanostrukturen vorangetrieben worden, motiviert durch die Möglichkeit eine neue Ära in der Elektronik („Spinelektronik") und Informationstechnologie zu eröffnen. Hierbei wird untersucht, wie der intrinsische Spin von Ladungsträgern kontrolliert beeinflusst werden kann, um neue effiziente Funktionalitäten für elektronische Bauelemente für Hochfrequenzanwendungen und niedrigem Leistungsverbrauch zu schaffen. Einzigartige Eigenschaften werden durch besondere Nanostrukturen gegeben, bei denen die Systemdimensionalität und Quanteneffekte eine Rolle spielen. Bei vorhandener Spin-Bahn(SB)-Wechselwirkung wird es möglich den Spin anhand von elektrischen Gleich- und Wechselfeldern zu beeinflussen und zu steuern. In diesem Antrag wird gemeinsam mit der Partnergruppe an der University at Buffalo (ÜB), NY, USA, ein dreijähriges experimentelles Forschungsvorhaben vorgestellt, mit weiteren Kooperationen in der Theorie und der Materialherstellung. Der Forschungsschwerpunkt liegt in dem Grundlagenverständnis der S B-Kopplungseffekte in quasi-eindimensionalen (1 D) InAs-basierten HeteroStrukturen, in denen spin-abhängige Phänomene untersucht werden und die Möglichkeiten zur Nutzung in neuen spinelektronischen Bauelementen ausgelotet werden. Die zwei Forschergruppen haben gemeinsame Interessen in der Physik und komplementäre Expertisen: die UB-Gruppe hat die Expertise in optischer (speziell THz) Spektroskopie von Halbleiternanostrukturen; dem Hochfeld-Magnetotransport von quasizweidimensionalen (2D) Ladungsträgersystemen und Spineffekten in Halbleitern, die Gruppe an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat Expertise in der Herstellung von Halbleiternanostrukturen, Magnetotransport von Quantendrähten (QD), Quantenpunktkontakten und der Physik nanoelektronische Bauelemente. Bestehende Kooperationen im Bereich der Molekularstrahlepitaxie (Universität Hamburg) und der Theorie (Walter-Schottky Institut, TU München und Harvard University) unterstützen das Forschungsvorhaben.Starke SB-Wirkung entsteht, wenn die Inversionssymmetrie in Halbleiterheterostrukturen durch das Wachstum oder das Anlegen elektrischer Felder gebrochen wird. In Quantendrähte sowie in Quanten-Hall-Randkanälen (QHR) bedarf es zunächst der Grundlagenforschung um zu einem Verständnis über den Einfluss einer starken SB-Wechselwirkung auf die elektrischen Transporteigenschaften zugelangen. Hierzu wird Kooperationsforschung notwendig, um hochspezialisierte experimentelle Techniken und Expertisen zusammen zuführen und die starken SB-Effekte für potentielle Spintronik- Anwendungen zu untersuchen. Unser Forschungsvorhaben hat zwei Schwerpunkte: 1.) Photoresponsestudien von EDSR in QHR und 2.) EDSR und Quantentransport in Quantendrähten jeweils in InAs-basierten HeteroStrukturen. Dieses Forschungsvorhaben bedarf zur erfolgreichen Ausführung die enge Kooperation und die komplementären Methoden der beiden Partnergruppen.(„Intellectual Merit")Das vorgeschlagene Forschungsprogramm der Kooperation beinhaltet Materialwachstum, Nanostrukturierung, Tieftemperatur-Magnetotransport, THz- Photoresponse Spektroskopie und Theorie um Spin- und SB-Wechselwirkungseffekte in quasi-1D Systemen zu untersuchen. Der Vergleich von lithografisch hergestellten Quantendrähten mit Quanten-Hall-Randkanälen in quasi-2D Elektronengassystemen ermöglicht ein tiefes Verständnis der Grundlagen der Physik starker SB-Wechselwirkung in Halbleiter mit niedriger Bandlücke zu erlangen. Die Herstellung der Nanostrukturen und die Messtechniken, sowie die Grundlagenphysik zu erforschen stellen eine große Herausforderung dar. Die Bandbreite der untersuchten Strukturen und die THz und Magnetotransport-Untersuchungsmethoden (Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaften von elektrischen, magnetischen und optischen Feldern) wird den Zugang zu fundamentalen Eigenschaften über das Zusammenspiel von SB-Effekten in Felder in quasi-1D Strukturen ermöglichen. Infolge der Kooperationsforschung erwarten wir ein vertieftes Verständnis unter welchen Vorraussetzung komplexe 1 D-Strukturen gefertigt werden können, z.B. als kurze Quantendrähte oder Quantenpunktkontakte in Verbindung mit QHR um mit Mach-Zehnder-Interferometer spin-abhängige Kohärenzmessungen zu ermöglichen.(„Broader Impact")Die Resultate der Grundlagenforschung werden einen Einfluss auf die Forschungsfelder der Spinelektronik und der Festkörper-basierten Quanteninformationsverarbeitung haben. Die Doktoranden/-innen (in den USA und in Deutschland), die direkt mit dem Forschungsvorhaben verbunden sind, werden breite, interdisziplinäre Kenntnisse der Grundlagenphysik, Materialwissenschaft, und Nanotechnologie erhalten und zudem „kulturelle" Weiterbildung durch einen regulären Austausch zwischen den Gruppen (ÜB und RUB) erfahren. Die Forschung ist für Bachelor- und Masterstudenten zugänglich und sie und das Projekt, werden unmittelbar durch ihr Mitwirken profitieren. Studierende unterrepräsentierter Gruppen werden ermutigt teilzunehmen und im Rahmen der NSF REU gefördert. Das Forschungsvorhaben ermöglicht Studierenden der der ÜB einen Forschungserfahrung in Deutschland durch ein Training und eine individuelle Vorbereitung an der ÜB und einen einmonatigen Aufenthalt an der RUB im Frühsommer.