Rastertransportuntersuchungen auf Nanostrukturen

Selbstorganisierte InAs Quantenpunkte sind vielversprechende Kandidaten für optoelektronische Anwendungen und werden auch als Ausgangsmaterial für Quantencomputer und Spinelektronische Bauelemente in Erwägung gezogen. Zur Untersuchung von Quantenpunkten wird eine Vielzahl von Messtechniken verwendet. Mit dem steigenden Interesse an den Eigenschaften einzelner Nanostrukturen erwiesen sich Rastersondenmethoden als die flexibelste Messtechnik um einzelne InAs Quantenpunkte oder Übergitter aus Quantenpunkten zu charakterisieren. In diesem Projekt soll ein "Rastersonden Nanostruktur Parameter Messplatz" aufgebaut und eingesetzt werden. Zu diesem Zweck wird ein neues Tieftemperatur Rastersondenmikroskop mit leitenden Spitzen eingesetzt. Mit der leitenden Spitze können Kontakte zu einzelnen Quantenpunkten hergestellt und auf diese Weise beliebige elektrische Messungen temperaturabhängig im Bereich zwischen 300 K und 4K durchgeführt werden Das Rastersondenmikroskop liefert ortsaufgelöst Informationen auf dem Quantenpunkt und aus dessen Umgebung. Auf diese Weise können Artefakte aus Inhomogenitäten identifiziert werden. Weiters können so Experimente zum Stromtransport zwischen verschiedendimensionalen Elektronensystemen gemacht werden, wobei die Stelle der Strominjektion genau kontrolliert werden kann. Messungen auf Querschnittsproben sind besonders zur Optimierung des MBE Wachstums interessant. Barrierenhöhen können z.B. aus temperaturabhängigen Thermoemissionsmessungen bestimmt werden. Im Vergleich zu konventionellen Messungen an makroskopischen Proben liefern Messungen an Einzelpunkten eine bessere spektroskopische Auflösung, da Mittelungseffekte aus der Größenverteilung der Quantenpunkte vermieden werden. Auf diese Weise können Coulombblockade oder Spinblockade Effekte mit hoher Auflösung untersucht werden. Mit Kapazitätsmessungen lassen sich Coulombblockade ebenfalls studieren. Für diesen Zweck wird eine extrem empfindliche Messbrücke verwendet, welche Kapazitäten im aF Bereich auflösen kann. Auf diese Weise kann z.B. die Elektronenkonzentration in den Quantenpunkten bestimmt werden. Da sich unser Aufbau auch als Rasterkapazitätsmikroskop verwendet werden kann, lässt sich sogar die laterale Ladungsverteilung in einem Quantenpunkt bestimmen. Weil sich das Rastersondenmikroskop in einem optischen Kryostaten befindet, gibt es einen optischen Zugang zur Probe. Auf diese Weise sind im Prinzip Elektrolumineszenz- und Photoleitungsmessungen möglich. Variiert man den Anpressdruck zwischen Spitze und Probe, lassen sich der Einfluss von Druck und Verspannungen studieren oder Experimente zum elekrischen Ausbreitungswiderstand machen.

Selbstorganisierte InAs Quantenpunkte sind vielversprechende Kandidaten für optoelektronische Anwendungen und werden auch als Ausgangsmaterial für Quantencomputer und Spinelektronische Bauelemente in Erwägung gezogen. Zur Untersuchung von Quantenpunkten wird eine Vielzahl von Messtechniken verwendet. Mit dem steigenden Interesse an den Eigenschaften einzelner Nanostrukturen erwiesen sich Rastersondenmethoden als die flexibelste Messtechnik um einzelne InAs Quantenpunkte oder Übergitter aus Quantenpunkten zu charakterisieren. In diesem Projekt soll ein "Rastersonden Nanostruktur Parameter Messplatz" aufgebaut und eingesetzt werden. Zu diesem Zweck wird ein neues Tieftemperatur Rastersondenmikroskop mit leitenden Spitzen eingesetzt. Mit der leitenden Spitze können Kontakte zu einzelnen Quantenpunkten hergestellt und auf diese Weise beliebige elektrische Messungen temperaturabhängig im Bereich zwischen 300 K und 4K durchgeführt werden Das Rastersondenmikroskop liefert ortsaufgelöst Informationen auf dem Quantenpunkt und aus dessen Umgebung. Auf diese Weise können Artefakte aus Inhomogenitäten identifiziert werden. Weiters können so Experimente zum Stromtransport zwischen verschiedendimensionalen Elektronensystemen gemacht werden, wobei die Stelle der Strominjektion genau kontrolliert werden kann. Messungen auf Querschnittsproben sind besonders zur Optimierung des MBE Wachstums interessant. Barrierenhöhen können z.B. aus temperaturabhängigen Thermoemissionsmessungen bestimmt werden. Im Vergleich zu konventionellen Messungen an makroskopischen Proben liefern Messungen an Einzelpunkten eine bessere spektroskopische Auflösung, da Mittelungseffekte aus der Größenverteilung der Quantenpunkte vermieden werden. Auf diese Weise können Coulombblockade oder Spinblockade Effekte mit hoher Auflösung untersucht werden. Mit Kapazitätsmessungen lassen sich Coulombblockade ebenfalls studieren. Für diesen Zweck wird eine extrem empfindliche Messbrücke verwendet, welche Kapazitäten im aF Bereich auflösen kann. Auf diese Weise kann z.B. die Elektronenkonzentration in den Quantenpunkten bestimmt werden. Da sich unser Aufbau auch als Rasterkapazitätsmikroskop verwendet werden kann, lässt sich sogar die laterale Ladungsverteilung in einem Quantenpunkt bestimmen. Weil sich das Rastersondenmikroskop in einem optischen Kryostaten befindet, gibt es einen optischen Zugang zur Probe. Auf diese Weise sind im Prinzip Elektrolumineszenz- und Photoleitungsmessungen möglich. Variiert man den Anpressdruck zwischen Spitze und Probe, lassen sich der Einfluss von Druck und Verspannungen studieren oder Experimente zum elekrischen Ausbreitungswiderstand machen.