Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 36: Heterostrukturen II
HL 36.4: Vortrag
Donnerstag, 25. März 1999, 16:45–17:00, H3
Rashba-Effekt in quasi-ballistischen Nb/InAs(2DES)/Nb-Kontakten — •T. Matsuyama, R. Kürsten, M. Tolkiehn und U. Merkt — Institut für Angewandte Physik und Zentrum für Mikrostrukturforschung, Universität Hamburg, Jungiusstraße 11, D-20355 Hamburg
Es wurden MOSFETs mit Source-Drain Kontakten aus Niob auf p-Typ InAs hergestellt. Als Gateoxid wird SiO2 aus der PECVD verwendet. An der Oberfläche des InAs bildet sich eine natürliche Inversionsschicht, die sowohl unter dem Oxid als 2DES als auch unter den Metallkontakten bestehen bleibt. Dies führt zu hoch transparenten Übergangen zwischen dem 2DES und Metallkontakten. Der Abstand der beiden Kontakte beträgt circa a=200 nm und ist vergleichbar mit der mittleren freien Weglänge der Elektronen. Die Strukturierung wurde mit Elektronenstrahllithographie durchgeführt. Die supraleitenden Kontakte haben den Vorteil, daß entlang der Kontakte keine Spannung abfällt, was eine genauere Erfassung des Widerstandes des 2DES einschließlich des Kontaktwiderstandes ermöglicht. Über den Feldeffekt läßt sich die Ladungsträgerdichte von vollständiger Verarmung bis hin zu ns=3*1012cm−2 steuern. Wir beobachten im Widerstand in Abhängigkeit der Gatespannung Strukturen, die durch Transportresonanzen hervorgerufen werden. Die Resonanzbedingung ist durch nλF/2=a gegeben (λF Fermiwellenlänge). Die Spin-Bahn-Kopplung und das starke elektrische Feld in der Inversionsschicht führt zur Aufspaltung der Spinniveaus (Rashba-Effekt). Wir beobachten die Wirkung des Rashba-Effektes in den Transportresonanzen als Verdopplung der Anzahl der Peakstrukturen. Die Messungen werden mit dem Modell einer eindimen-sionalen Potentialbarriere verglichen.