Rausch- und Transportmessungen an Einzel- und Doppelquantenpunkten

Abstract

In dieser Arbeit wird das resonante Tunneln durch selbstorganisierte InAs Quantenpunkte auf seine Transport- und Rauscheigenschaften untersucht. Wechselwirkungseffekte, wie die Coulomb-Blockade oder die Fermikantensingularität können den elektrischen Transport in solchen Systemen beeinflussen. Diese Effekte werden mit Hilfe von temperaturabhängigen Messungen und ihrem Einfluss auf das Schrotrauschen erforscht. Es wird gezeigt, dass die Zuleitungen der Quantenpunkte die Vielteilchenwechselwirkung beeinflusst.

Bei Änderung der Spannungsrichtung zeigen die untersuchten Proben deutliche Unterschiede im Strom. Durch Magnetotransportmessungen kann dieser Effekt verschiedenen Dimensionen in den Zuleitungen zugewiesen werden. Während des Wachstums kann es zu einer Diffusion von Dotieratomen kommen, die die Ladungsträgerkonzentration und damit die Dimension der Zuleitungen verändern kann. Zusätzlich wird die Diffusion mit Hilfe von numerischen Berechnungen der Bandstruktur simuliert und mit den Messergebnissen verglichen. Die verschiedenen Dimensionen der Zuleitungen in der Probe werden genutzt, um die Abhängigkeit der Dimensionalität auf die Wechselwirkung zu untersuchen. Außerdem werden Messungen der lokalen Zustandsdichtefluktuationen gezeigt. Diese führen zu Linien konstanter differentieller Leitfähigkeit mit einer Steigung dB/dV. Dabei ist V die angelegte Spannung und B das äußere Magnetfeld. Ein Vergleich zwischen diesen Fluktuationen mit der Fermikantensingularität weist eine deutliche Antikorrelation auf.

Darüber hinaus werden Messungen an gekoppelten Quantenpunkten präsentiert. In diesen sogenannten Doppelquantenpunkten können weitere Wechselwirkungen entstehen. Besonders der Effekt des Bunching, welcher bei einer asymmetrischen Kopplung der Zuleitungen auftritt, führt zu einer Erhöhung des Schrotrauschens. Auch der Einfluss von Phononen wird in temperaturabhängigen Messungen diskutiert.