Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 27: Hauptvortrag

HL 27.1: Hauptvortrag

Donnerstag, 25. März 1999, 09:30–10:30, H1

Quantenpunkte im Magnetfeld: Spin-Effekte und Hundsche Regel — •O. Steffens, M. Suhrke und U. Rößler — Institut für Theoretische Physik, Universität Regensburg, D-93040 Regensburg

Die Herstellung „künstlicher Atome“ in Gestalt von Halbleiter-Quantenpunkten erlaubt die experimentelle Beobachtung von magnetfeldabhängigen Spin-Effekten, die in echten Atomen erst bei tausendfach größeren Magnetfeldern zu erwarten sind. Wir stellen theoretische Untersuchungen von zweidimensionalen Quantenpunkten im Rahmen der Strom-Spin-Dichtefunktional-Theorie vor, die die Existenz einer verallgemeinerten Hundschen Regel im endlichen Magnetfeld begründen, wie sie bereits in Experimenten [1] gefunden wurde. Sie beschreibt eine maximale Ausrichtung der elektronischen Spins in partiell besetzten fast-entarteten Quasi-Schalen (gebildet durch Kreuzung von effektiven Einteilchen-Niveaus an der Fermi-Kante) unter Beachtung des Pauli-Prinzips [2]. Dies führt zu charakteristischen Strukturen in der magnetfeldabhängigen Grundzustandsenergie. Als experimentelle Alternative zu [1] schlagen wir vor, diese Vielteilchen-Effekte durch inelastische Lichtstreuung zu detektieren. Dazu diskutieren wir jüngste Ergebnisse einer selbstkonsistenten Berechnung von Raman-Streuquerschnitten [3]. Sie belegen simultane Spin- und Ladungsdichteanregungen in teilweise spinpolarisierten Grundzuständen, die neue kollektive Phänomene hervorrufen.

[1] S. Tarucha et al., Phys. Rev. Lett. 77, 3613 (1996); ICPS-24 (1998).
  [2] O. Steffens et al., Europhys. Lett. 42, 529 (1998).
  [3] O. Steffens et al., eingereicht bei Phys. Rev. Lett. (1998).