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Harbusch, Daniel (2011): Hochfrequente Anregung einzelner Elektronen und Rückkopplungen eines Ladungsdetektors in gekoppelten Quantenpunkten. Dissertation, LMU München: Faculty of Physics
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Abstract

In der vorliegenden Doktorarbeit werden die elektronischen Eigenschaften von elektrostatisch definierten Quantenpunktsystemen in GaAs/AlGaAs Heterostrukturen untersucht. Dazu werden gepulste Hochfrequenzexperimente zur Untersuchung der Dynamik von einzelnen Elektronen in Doppelquantenpunkten durchgeführt. Der im Laufe dieser Arbeit entwickelte Messaufbau ermöglicht zeitaufgelöste Messungen im sub-Nanosekunden Bereich. Verschiedene Kopplungsregime der Quantenpunkte an die Zuleitungen wurden untersucht. Durch das Anwenden eines Ratengleichungsmodells wurden aus den durchgeführten Messungen Relaxationsraten und Tunnelraten von Elektronen bestimmt. Des weiteren wurden die Rückkopplungen eines Quantenpunktkontakts, der als Ladungsdetektor betrieben wird, auf einen Doppelquantenpunkt untersucht. Ein Quantenpunktkontakt, über den eine Spannung angelegt wird, emittiert Ladungsträger, die eine Überschussenergie tragen. Diese Energie kann von einem Elektron im Doppelquantenpunkt absorbiert werden und Übergänge zwischen den Quantenpunkten (oder den Quantenpunkten und den Zuleitungen) induzieren. Solche Übergänge finden zwar häufig statt, können jedoch nur unter bestimmten Voraussetzungen im Doppelquantenpunkt detektiert werden. Es wurden zwei Mechanismen zum Austausch von Energie identifiziert, nämlich akustischen Phononen und indirekte Coulomb-Wechselwirkung.