Simulation des spinabhängigen Transportes in HgTe- und HgMnTe-Quantentrogstrukturen

• Applicant: Dr. Alena Astakhova
• Subject Area: Theoretical Condensed Matter Physics
• Term: from 2009 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 113131947

Im Projekt werden zwei Effekte untersucht, die in letzter Zeit große Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben: 1) der intrinsische Spin-Hall-Effekt, der vor vier Jahren erstmals in einer GaAs- Halbleiterstruktur beobachtet wurde; und 2) der Quanten-Spin-Hall-Effekt, der 2007 experimentell in HgTe-Hallbarstrukturen nachgewiesen wurde. Das Halbleitersystem HgTe (HgMnTe) ist dabei von besonderem Interesse, da hier trogbreiten- und kompositionsabhängig die Bedienungen für die Beobachtung des Spin-Hall-Effekts und des Quanten-Spin-Hall-Effekts experimentell über einen weiten Parameterbereich einstellbar sind. Zum Verständnis und zur Interpretation der experimentell bestimmten Transporteigenschaften im jeweiligen Transportregime sind detaillierte Modellbeschreibungen notwendig, deren Grundlage die Berechnung der Bandstruktur im 8-Band- Kane-Modell darstellt, wodurch die starke Kopplung und Nichtparabolizität der Bänder berücksichtigt werden. Die Kubo-Formel-Methode sowie die Methode der rekursiven Greenschen Funktionen und die Tight-Binding-Modellierung des Systems werden angewendet, um den Einfluss von Systemgröße, Unordnung und Wechselwirkung zwischen Ladungsträgern und magnetischen Ionen auf die Transporteigenschaften zu analysieren.

• DFG Programme: Research Grants