Magnetization of two-dimensional electron systems in the integral and fractional Quantum Hall effect regime

• Applicant: Professor Dr. Dirk Grundler
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2000 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5246660

Es soll die Magnetisierung von zweidimensionalen Elektronensystemen, wie sie in modulationsdotierten AlGaAs/GaAs-Halbleiterheterostrukturen realisiert werden, mit Hilfe von SQUID-Suszeptometrie sowie Cantilever-Magnetometrie in hohen Magnetfeldern und bei tiefen Temperaturen untersucht werden. Im besonderen wollen wir die 2DES Magnetisierungsphänomene im Bereich des Integralen und Fraktionalen Quanten-Hall-Effekts studieren. Dabei interessieren uns sowohl der thermodynamische Gleichgewichtszustand, der sich im deHaas-van Alphen-Effekt widerspiegelt, als auch das magnetische Moment, das durch induzierte Wirbelströme hervorgerufen wird. Gerade im letztgenannten Fall haben wir eine Experimentiermöglichkeit erarbeitet, mit deren Hilfe wir kontaktlose Magnetotransport-Messungen durchführen und damit den Stromtransport in den Randkanälen ohne dissipationsbehaftete Elektrodenkonfigurationen nachweisen können. Im Vordergrund der Untersuchungen sollen zwei Phänomene stehen, die in diesem Forschungsfeld von aktuellem Interesse sind: Welche Renormalisierungseffekte treten im deHaas-van Alphen-Experiment aufgrund von Vielteilchen-Wechselwirkungen und -Korrelationseffekten auf, und wie verändern sie die Grundzustandsenergie des Elektronensystems? Wie begrenzen Streuphänomene im IQHE und FQHE die Stromtragfähigkeit im Randkanalbild, welche Rolle spielen "bulk"-Ströme im QHE und in der Magnetisierung? Die Magnetisierungsexperimente sollen über einen Temperaturbereich von etwa 0.02 K bis 10 K im äußeren Magnetfeld bis 16 T durchgeführt werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1092: Quantum Hall Systems
• Participating Person: Professor Dr. Detlef Heitmann