Far-Infrared Transmission and Photoconductivity on Single-Layered andTunneling-Coupled Two-Dimensional Electron Systems

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Beschreibung

In dieser Arbeit wurden Intra- und Intersubbandplasmonen an tunnelgekoppelten doppellagigen zweidimensionalen Elektronensystemen mit Hilfe von Ferninfrarot- (FIR) Transmissions Spektroskopie und Intrasubbandplasmonen an einlagigen zweidimensionalen Elektronensystemen sowohl mit Transmissions- als auch mit Photoleitungsspektroskopie untersucht. Die Elektronensysteme, realisiert in einer Si ?-dotierten GaAs/AlGaAs Halbleiterstruktur wurden mit der Molekularstrahlepitaxie gewachsen. Die Proben mit den doppellagigen Systemen wurden mit einem Gate zur Variation der Ladungsträgerdichte und der Symmetrie des Systems versehen sowie mit einem Gitterkoppler, welcher die Beobachtung der kollektiven Anregungen möglich machte. Es wurde die Intersubbandplasmonanregung zwischen dem tunnelaufgespaltenen symmetrischen und antisymmetrischen Subband in Abhängigkeit von der Symmetrie des Doppelquantentopfes gemessen und die Depolarisationsverschiebung direkt aus dem Vergleich mit Shubnikov-de Haas Messungen bestimmt. Bei einer gekoppelten Intersubbandplasmonanregung zwischen dem niedrigstem antisymmetrischen und nächsthöheren symmetrischen Subband mit dem GaAs-LO-Phonon wurden füllfaktorabhängige Ladungsumverteilungseffekte im Magnetfeld beobachtet.Die Proben mit den einlagigen zweidimensionalen Elektronensystemen wurden mit einem für die Photoleitungsspektroskopie optimierten mäanderförmigen Hall-Bar mit großem Längen zu Breiten Verhältnis versehen. Ein Gitterkoppler erlaubte die Beobachtung von Intrasubband Magnetoplasmonen. Es wurde eine füllfaktorabhängige Abweichung der Magnetoplasmonresonanzenergie in Photoleitung relativ zur Resonanzposition in FIR Spektroskopie entdeckt. Die Differenz der Magnetoplasmon- und Zyklotronresonanzenergie wies nahezu äquidistante Plateaus mit einer Breite von ca. 1,5 Füllfaktoren auf.Zusätzlich wurde mit Hilfe der Photoleitungsspektroskopie eine Anregung beobachtet, deren Energie sich in unmittelbarer Nähe, jedoch etwas größer, von der ersten Harmonischen der Zyklotronresonanz befand. Hinweise deuten darauf hin, dass ihr Ursprung in der Aufspaltung von Magnetoplasmonen mit der ersten Bernsteinmode liegt.