Phase transitions in single layer and bilayer quantum Hall ferromagnets [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Lutz W. Höppel

Phase transitions in single layerand bilayer quantum Hall ferromagnetsVon der Fakultät Mathematik und Physik der Universität Stuttgart zurErlangung der Würde eines Doktors der Naturwissenschaften(Dr. rer. nat.) genehmigte Abhandlungvorgelegt vonLUTZ W. HÖPPELaus Nürnberg, DeutschlandHauptberichter: Prof. Dr. K. v. KLITZINGMitberichter: Prof. Dr. M. DRESSELTag der Einreichung: 16. Juni 2004Tag der mündlichen Prüfung: 14. Juli 2004MAX-PLANCK-INSTITUT FÜR FESTKÖRPERFORSCHUNGSTUTTGART, 2004ContentsAbbreviations and symbols 71 Introduction 132 2DES, QHE and FQHE 172.1 Formation and properties of a 2DES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.2 2DES plus magnetic field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.2.1 The IQHE regime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.2 The Laughlin description of the FQHE regime . . . . . . . . . . . . . 272.2.3 The composite Fermion (CF) description of the FQHE regime . . . . . 303 Realization of a bilayer 333.1 Design of a WQW and a DQW structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.2 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.3 Back gate and LT GaAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.3.1 Incorporation of a back gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.3.2 The role of LT GaAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.3.