Hochbewegliche zweidimensionale Lochsysteme in GaAs/AlGaAs

6.1. Magnetotransport-Charakterisierung
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[50] angewendet. Den Minima der SdH-Oszillationen können Werte für Füllfaktoren
ν durch einfaches Abzählen, oder durch Auswertung des Widerstandes der korre-
spondierenden Hall-Plateaus zugeordnet werden (siehe Gleichung 2.15 bzw. 2.28).
Die Auftragung dieser Füllfaktoren über das inverse B-Feld ihrer Position folgt ei-
nem linearen Zusammenhang. Die Dichte kann aus der Steigung einer angefitteten
Gerade ermittelt werden. Im Fall Spin-aufgespalteter Subbänder zeichnet sich der
Verlauf von ν durch ein Abknicken des linearen Zusammenhangs aus, wobei durch
die Anpassung mehrerer Geraden die Ladungsträgerdichten der Subbänder und des
Gesamtsystems aufgelöst werden kann. In allen Fällen zeichnet sich die Lage der Mi-
nima im Verlauf des inversen B-Feldes durch ihre äquidistanten Abstände aus. Die
Fourier-Spektren der in Abbildung 6.2 (a-f) vorgestellten Magnetotransportdaten
zeichnet sich trotz aller in Kapitel 3.4 aufgezeigten Maßnahmen zur Rauschunter-
drückung durch eine Vielzahl kaum oder teilweise nicht aufzulösender Frequenzen
aus (nicht gezeigt). Deshalb wurde zur Darstellung der im Folgenden zu erklären-
den Zusammenhänge die Auftragung der SdH-Oszillationen über das inverse B-Feld
gewählt und zum besseren Vergleich den entsprechenden Füllfaktoren zugeordnet.
In Abbildung 6.3 (a - f) ist die Auftragung der SdH-Oszillationen aus Abbildung 6.2
(a - f) über ihre Füllfaktoren abgebildet, welche als vertikale Linien äquidistanten
Abstandes zur besseren Orientierung eingezeichnet sind. Die Zuordnung errechnet
sich über Gleichung 2.14 eingesetzt in Gleichung 2.15 aus der gemessenen Hall-
Dichte der jeweiligen Strukturen. Die Auftragung über die Füllfaktoren entspricht
somit dem Äquivalent einer Auftragung über ein inverses B-Feld. Am Beispiel der
[110]-Transportrichtung der dsd-QW Struktur in Abbildung 6.3a) ist zu erkennen,
dass die Lage der SdH-Minima mit den berechneten Positionen nicht für alle Füllfak-
toren ν übereinstimmt. Während die berechnete und gemessene Lage des Füllfaktor
ν = 12 sehr gut korrespondiert, weicht die Position der Minima hin zu größeren
Füllfaktoren zunehmend vom Sollwert ab. Besonders gut ist dies für die Position
des Minima ν = 28 zu sehen, welches wesentlich näher an der berechneten Position
ν = 27 liegt als an seiner nach Auszählung erwarteten Position (ν = 28). Ausgehend
von ν = 12 verschieben sich die Minima für steigende Füllfaktoren in der Messung
somit hin zu kleineren Werten imVergleich zu den berechneten ν. Der exakt spiegel-
gleiche Effekt ist ausgehend von ν = 12 für die Minima hin zu kleineren Füllfaktoren
zu beobachten. Diese verschieben sich in der Messung hin zu größeren Werten als
die Berechnungen ergeben haben. Eine Variation
1
der zur Berechnung der Lage der
Füllfaktoren ν verwendeten gemessenen Halldichte, verändert die zu beobachtenden
Verschiebungs-Effekte nicht grundlegend, sonder ändert lediglich den Wert ν für
das Symmetriezentrum (hier ν = 12). Es ist keine Hall-Dichte in Gleichung 2.15
1
Eine Variation der Halldichte aufgrund von Messungenauigkeiten bei allen gemessenen Tempe-
raturen erscheint sehr unwahrscheinlich. Die Remanez des Kryomagneten wurde bei allen Messun-
gen berücksichtigt. Ein systematischer Fehler hätte zudem bei der Analyse der SdH-Oszillationen
mittels Fouriertransformation einen eindeutigen Wert für die Dichte ergeben müssen.

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Kapitel 6. T-abhängige Magntotransportuntersuchungen an (110) 2DHG
einsetzbar, die eine größere Übereinstimmung der Lagen von berechneten und ge-
messenen Füllfaktoren beobachten lässt. Abbildung 6.3b) zeigt die Auftragung für
die [001]-orientierte Transportrichtung der dsd-QW Struktur. Aufgrund der deut-
lich geringeren Beweglichkeit ist die Amplitude der Oszillationen dieser Richtung
wesentlich kleiner und erschwert die Abschätzung der Lage großer Füllfaktoren. Als
Symmetriezentrum ist hier ν = 16 auszuwählen. Die Verschiebung der gemessenen
relativ zu den berechneten Werten folgt jener für die [110]-Richtung (Abbildung
6.3a)) bereits beschriebenen. Das gemessene Minimum ν = 3 ist hier annähernd auf
den errechneten Wert für ν = 4 verschoben. Die gleiche Tendenz ist für die Minima
hin zu grossen ν zumindest zu erahnen. Sowohl für die [1
10]- als auch für die [001]-
Transportrichtung scheinen die gemessenen Minima gegenüber deren Sollwerten in
der Auftragung über inverse B-Felder bezüglich ihres Symmetriezentrums als kom-
primiert.
Die Auftragung der SdH-Oszillationen der [110]-Richtung für die ssd-QW Struktur in
Abbildung 6.3c) zeigt trotz anderer Ausgangsbedingungen ein ähnliches Verhalten.
Die Dichte dieser Struktur ist gegenüber jener der dsd-QW Struktur deutlich redu-
ziert, weshalb die Ausprägung der SdH-Oszillationen bei gleicher Messtemperatur
erst für wesentlich kleinere Füllfaktoren einsetzt. Auffallend ist, dass die Minima in
Abbildung 6.3c) kein wie in Abbildung 6.3a) und 6.3b) zu beobachtetes Symmetrie-
zentrum aufweisen, sondern relativ zu einem Fixpunkt bei ν = 2 ein kompressibles
Verhalten zeigen, wenn auch stark abgeschwächt. Dieses kompressible Verhalten ist
für die [001]-Richtung dieser Struktur (Abbildung 6.3d)) ebenfalls relativ zum Fix-
punkt ν = 2 wesentlich stärker ausgeprägt.
Für die in Abbildung 6.3e) und 6.3f) gezeigten Verläufe der [110]- und [001]-Richtung
der MDSI-Struktur ist die Lage der Fixpunkte ebenso wie bei der ssd-QW Struktur
für beide Achsen bei ν = 2 zu finden. Aufgrund der nahezu identischen Ladungs-
trägerdichten der beiden Proben gleichen sich die Ausprägung und die Anzahl der
beobachtbaren Oszillationen stark. Jedoch ist für die MDSI-Struktur in keiner der
beiden Transportachsen ein wie bisher beobachtetes kompressibles Verhalten der
Minima zu erkennen. Vielmehr verschieben sich die gemessenen Minima in Rich-
tung großer Füllfaktoren hin zu noch größeren Werten als den berechneten ν. Dieses
tensile Verhalten ist an der gemessenen Lage von ν = 13 gut zu illustrieren. Aus-
gehend von ν = 2 wird durch Abzählen der Minima ersichtlich, dass der gemessene
Wert von ν = 13 für beide Transportachsen annähernd auf der Lage des berech-
neten Wertes für ν = 14 liegt. Dabei ist diese Verschiebung für [110]-Achse noch
deutlicher ausgeprägt als für die [001]-Transportrichtung. Aufgrund der über den
gesamten ausgewerteten Bereich konstenten Steigung der Hallgeraden kann ausge-
schlossen werden, dass sich die Dichte in den 2DHGs magnetfeldabhängig ändert.
Ursachen dieser Abweichungen der SdH-Oszillationen von der 1/B-Periodizität bei
konstanter Ladungstägerdichte sind somit unklar.
Ein derart aperiodisches Verhalten von SdH-Oszillationen wurde bisher in der Lite-

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