Universality in microscopic glass models

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene mikroskopische Modelle für strukturelle Gläser untersucht. Ziel einer solchen Untersuchung ist es, Eigenschaften solcher Systeme zu identifizieren, die sich als insensitiv gegenüber den Details der Modellierung erweisen und daher als Kandidaten für ``universelle'' Eigenschaften glasartiger Systeme angesehen werden können. Gleichzeitig gilt es auf lange Sicht, eine einheitliche Beschreibung der Hoch- und Tieftemperaturphänomene in glasartigen Systemen zu finden. Wir geben eine allgemeine Lösung für Modelle mit endlichdimensionaler Vertexunordnung sowie für ein Modell mit Bindungsunordnung, in dem die Entwicklung des Wechselwirkungspotentials Zufallsterme zweiter und dritter Ordnung enthält. Eine alle diesen Systemen gemeinsame Eigenschaft ist das Auftreten von Korrelationen zwischen verschiedenen Parametern im Ensemble der effektiven Einteilchenpotentiale, auf die das wechselwirkende System im Rahmen einer Mean-Field Näherung abgebildet werden kann. Solche Ensembles von Einteilchenproblemen bilden die übliche Beschreibungsebene glasartiger Tieftemperaturanomalien im Rahmen phänomenologischer Modelle. Im Modell mit Bindungsunordnung finden wir eine systematische Unterdrückung von symmetrischen Einteilchenpotentialen in Übereinstimmung mit früheren Untersuchungen an verwandten Modellen. Wir identifizieren diese Eigenschaft als möglicherweise universelle Eigenschaft der Klasse von Systemen mit Bindungsunordnung. In den in der vorliegenden Arbeit untersuchen Modellen sind die Eigenschaften des Übergangs zu glasartiger Ordnung allerdings weiterhin nicht im Einklang mit Erwartungen, die man an eine Beschreibung des Glasübergangs im Rahmen von Mean-Field Modellen richten würde

Scanning apertureless microscopy below the diffraction limit: Comparisons between theory and experiment

The exact nature of the signal in scanning apertureless microscopy techniques is the subject of much debate. We have sought to resolve this controversy by carrying out simulations and experiments on the same structures. Simulations of a model of tip–sample coupling are shown to exhibit features that are in agreement with experimental observations at dimensions below the diffraction limit. The simulation of the optical imaging process is carried out using atomic force microscope data as a topographical template and a tip–sample dipole coupling model as the source of optical signal. The simulations show a number of key fingerprints including a dependence on the polarization of the external laser source, the size of the tip, and index of refraction of the sample being imaged. The experimental results are found to be in agreement with many of the features of the simulations. We conclude that the results of the dipole coupling theory agree qualitatively with experimental data and that apertureless microscopy measures optical properties, not just topography

Evidence foe superradiance in the recombination from CdTe

Linewidth narrowing attributed to superradiance has been observed in near bandgap radiation due to the recombination of impact ionized carriers in n-type CdTe at room temperature. The light emission was associated with a current breakdown that occurred at a threshold field of 12,000 V/cm in highly compensated n-type samples

Electron-nuclei spin relaxation through phonon-assisted hyperfine interaction in a quantum dot

We investigate the inelastic spin-flip rate for electrons in a quantum dot due to their contact hyperfine interaction with lattice nuclei. In contrast to other works, we obtain a spin-phonon coupling term from this interaction by taking directly into account the motion of nuclei in the vibrating lattice. In the calculation of the transition rate the interference of first and second orders of perturbation theory turns out to be essential. It leads to a suppression of relaxation at long phonon wavelengths, when the confining potential moves together with the nuclei embedded in the lattice. At higher frequencies (or for a fixed confining potential), the zero-temperature rate is proportional to the frequency of the emitted phonon. We address both the transition between Zeeman sublevels of a single electron ground state as well as the triplet-singlet transition, and we provide numerical estimates for realistic system parameters. The mechanism turns out to be less efficient than electron-nuclei spin relaxation involving piezoelectric electron-phonon coupling in a GaAs quantum dot.Comment: 8 pages, 1 figur

Photoemissive Determination of Barrier Shape in Tunnel Junctions

Tunnel junctions have been characterized in terms of three parameters, the barrier heights φ_1, and φ_2, and the width S, which generally are determined by a fit of experimental current-voltage characteristic curves with theory. In metal-semiconductor systems barrier heights have been determined independently of other parameters from measurement of the spectral dependence of photoresponse. We wish to report the first results of the application of this technique to the measurement of the barrier heights in Al-Al_2O_3-A1 and Al-A1_20_3—Au tunnel junctions where the Al_2O_3 thickness is in the range of 20 to 40 Å