Untersuchung von Quanten-Hall-Randkanälen mit sub-nm Auflösung

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Morgenstern
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 535969160

Die zentralen Bestandteile des Quanten-Hall-Effekts sind ein Phasenübergang zwischen Lokalisierung zu Delokalisierung im Inneren der Probe und eine damit verbundene perfekte Quantisierung der Hall-Leitfähigkeit, die von Randkanälen getragen wird. Der Phasenübergang von Lokalisierung zu Delokalisierung, einschließlich des Auftretens von lokalisierten Skyrmionen, wurde umfassend bis zur atomaren Skala untersucht. Im Gegensatz dazu wurden die Untersuchungen der Randkanäle und ihrer vorhergesagten Rekonstruktionen entweder mit einer lateralen Auflösung durchgeführt, die keine detaillierten Untersuchungen der Rekonstruktionen ermöglicht, oder an Kanten, bei denen die Steilheit des Potentials jegliche Art von Rekonstruktion verhindert. Kürzlich haben wir gezeigt, dass doppelt gegatetes Graphen verwendet werden kann, um lateral ausgedehnte Randkanäle mittels Rastertunnelmikroskopie zu untersuchen. Daher haben wir eine Methode entwickelt, um den störenden Einfluss des spitzeninduzierten Quantenpunkts im Bereich der Schnittstelle durch eine geeignete Wahl der Gate-Spannungen zu vermeiden. Hier möchten wir dieses Experiment erweitern und Übergangsbereiche zwischen verschiedenen Füllfaktoren untersuchen, um die direkte Beobachtung von Rekonstruktionen der Randkanäle unter sowohl statischen als auch dynamischen Bedingungen, d.h. ohne und mit Stromfluss, zu ermöglichen. Die Untersuchungen werden durch die direkte Vermessung des lokalen Potentials mit Rastertunnelpotentiometrie oder Kelvin-Sonden-Kraftmikroskopie an derselben Probenstruktur und unter denselben Gate-Konfigurationen unterstützt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen