Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 3: Heterostrukturen I

HL 3.5: Vortrag

Montag, 11. März 2002, 11:30–11:45, H14

Dunkle geladene Exzitonen im fraktionalen Quanten-Hall-Bereich — •Kay-Birger Broocks, Christian Schüller, Christian Heyn und Detlef Heitmann — Institut für Angewandte Physik und Zentrum für Mikrostrukturforschung, Universität Hamburg

Wir berichten über Photolumineszenz- (PL) und Absorptions-Spektroskopie an 2D Elektronensystemen (2DES) in hohen Magnetfeldern und Temperaturen um 0.1 K. Die Proben wurden mit Hilfe einer speziellen Präparationsmethode gedünnt, so dass direkte Absorptionsuntersuchungen möglich sind. Die Elektronendichte ist über eine externe Feldeffekt-Elektrode einstellbar. Mit Hilfe eines Glasfaseraufbaus wurden optische Untersuchungen in einem 3He/4He-Mischkryostaten mit Magnetfeldern bis 16 T durchgeführt. Für sehr kleine Dichten des 2DES beobachten wir einen Übergang in einen Bereich, in dem negativ geladene Exzitonen, bestehend aus einem Loch und zwei Elektronen, stabil sind. Für B=0 T sind dies Singulett-Exzitonen mit antiparallelem Spin der beiden Elektronen. Bei endlichem Magnetfeld beobachten wir ein Triplett-Exziton als gebundenen Zustand. Für Füllfaktoren kleiner 1/3 spaltet sich im PL-Spektrum ein weiteres Triplett-Exziton ab, welches nur für Temperaturen deutlich unterhalb von 2 K beobachtet werden kann. Durch direkte Absorptionsmessungen konnten wir nachweisen, dass diese Anregung tatsächlich ein sog. "dunkles" Triplett-Exziton ist, in Übereinstimmung mit theoretischen Vorhersagen.