Gepulste optisch detektierte NMR in GaAs-AlGaAs-Quantentöpfen

Abstract

In dieser Arbeit wurde eine Messmethode entwickelt mit der es m¨oglich ist,in einer Halbleiter-Quantentopf-Probe in einem sehr kleinen Gebiet, das nuretwa 1011 Kernspins enth¨alt, zeitlich aufgel¨oste und gepulst angeregte Kernspinresonanz(NMR) Signale optisch zu messen. Diese Messmethode liefertSpektren aller Isotope in dem beobachteten Bereich mit einem Signal, dassehr deutlich und bis zu 70-mal gr¨oßer als das Rauschen ist. Die Messzeit verringertsich dabei deutlich und die Spektren sind einfacher zu interpretierenals bei den bislang bekannten Methoden. Die im Experiment auftretende Signalformkonnte detailgetreu durch die in dieser Arbeit geleistete theoretischeBeschreibung der Signalerzeugung wiedergegeben werden.Der immense Vorteil der gepulsten Anregung ist die freie Entwicklungder Kernspins w¨ahrend der Detektionszeit. Zudem wird es erm¨oglicht, verschiedeneZeitabh¨angigkeiten in Pulsfolgen zu bestimmen. Dass diese Messmethodees erm¨oglichen wird, detailreiche mehrdimensionale NMR Messungendurchzuf¨uhren, haben erste beispielhafte Messungen in einem einzelnenQuantentopf gezeigt.Bei der gepulsten optisch detektierten NMR ist es dar¨uber hinaus nichtmehr notwendig, einen Monochromator zur Selektion des jeweiligen Quantentopfeszu benutzen, da durch die Modulation des Lichtes mit der Larmorfrequenzdas NMR Signal selektiert werden kann und zudem nur der geradeoptisch gepumpte Quantentopf ein NMR Signal erzeugt.