Dynamic behavior of correlated electrons in the insulating doped semiconductor Si:P [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Elvira Ritz

Dynamic behavior ofcorrelated electrons in theinsulating doped semiconductorSi:PInaugural-Dissertationzur Erlangung desDoktorgrades der Naturwissenschaftender Justus-Liebig-Universit¨at Gießen,Fachbereich 07(Mathematik und Informatik, Physik,Geographie)vorgelegt vonElvira Ritzaus ArchangelskGießen, M¨arz 20092Dekan Prof. Dr. Bernd BaumannI. Berichterstatter: Prof. Dr. Werner ScheidII. Berichterstatter: Prof. Dr. Dr. h.c. Peter ThomasTag der mu¨ndlichen Pru¨fung: 04. Juni 2009Contents1 Introduction 52 Theoretical background 112.1 Zero-phonon hopping transport in Si:P . . . . . . . . . . . . . . . 112.1.1 Structure of electronic states . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.1.2 Dynamic conductivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.1.3 Dielectric function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2 Metal-Insulator Transition in Si:P . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.2.1 Anderson localization and Anderson transition . . . . . . . 242.2.2 Quantum Phase Transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 Broadband microwave spectroscopy 313.1 Complex conductivity of metallic samples . . . . . . . . . . . . . . 323.2 Formulation of the problem for semiconductors . . . . . . . . . . . 3543.3 Spectrometer based on a He-bath cryostat . . . . . . . . . . . . . 3833.4 Spectrometer based on a He-bath cryostat . . . . . . . . . . . . . 454 Analysis, developed for semiconductors 494.1 Our static model for ! = !(Z) . . . . . . . . . .