Гигантское пространственное перераспределение электронов в широкой квантовой яме, индуцированное квантующим магнитным полем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В образцах полевых транзисторов на основе гетероструктур GaAs/AlGaAs с электронной системой в одиночной квантовой яме GaAs шириной 50 нм обнаружен стимулированный квантующим магнитным полем переход из двухслойного состояния системы в нулевом магнитном поле в однослойное при заполнении нижнего уровня Ландау. В отличие от результатов для квантовой ямы шириной 60 нм (S. I. Dorozhkin, A. A. Kapustin, I. B. Fedorov, V. Umansky, and J. H. Smet, Phys. Rev. B 102, 235307 (2020)) однослойное состояние наблюдается не только в несжимаемых состояниях электронной системы на факторах заполнения единица и двойка, реализующих состояния квантового эффекта Холла, но и в сжимаемых состояниях между этими факторами заполнения. Установлено пространственное расположение однослойной системы в квантовой яме, которое оказалось независящим от распределения электронов по слоям в слабом магнитном поле, и дано качественное объяснение этому наблюдению. Обнаруженный переход, предположительно, объясняется отрицательной сжимаемостью двумерных электронных систем, обусловленной обменно-корреляционными вкладами в электрон-электронное взаимодействие.

Об авторах

С. И Дорожкин

Институт физики твердого тела РАН

Email: dorozh@issp.ac.ru

А. А Капустин

Институт физики твердого тела РАН

Email: dorozh@issp.ac.ru

И. Б Федоров

Институт физики твердого тела РАН

Email: dorozh@issp.ac.ru

В. Уманский

Weizmann Institute of Science

Email: dorozh@issp.ac.ru

Ю. Х Смет

Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, D-70569, Stuttgart, Germany

Автор, ответственный за переписку.
Email: dorozh@issp.ac.ru

Список литературы

  1. A. G. Davies, C. H. W. Barnes, K. R. Zolleis, J. T. Nicholls, M. Y. Simmons, and D. A. Ritchie, Phys. Rev. B 54, R17331 (1996).
  2. H. Deng, Y. Liu, I. Jo, L. N. Pfei er, K. W. West, K. W. Baldwin, and M. Shayegan, Phys. Rev. B 96, 081102(R) (2017).
  3. J. Nuebler, B. Friess, V. Umansky, B. Rosenow, M. Heiblum, K. von Klitzing, and J. Smet, Phys. Rev. Lett. 108, 046804 (2012).
  4. С. И. Дорожкин, Письма в ЖЭТФ 103, 578 (2016).
  5. S. I. Dorozhkin, A. A. Kapustin, I. B. Fedorov, V. Umansky, and J. H. Smet, Phys. Rev. B 102, 235307 (2020).
  6. S. M. Girvin and A. H. MacDonald, in Perspectives on Quantum Hall E ects, ed. by S. Das Sarma and A. Pinczuk, Wiley, N.Y. (1997).
  7. V. Piazza, V. Pellegrini, F. Beltram, W. Wegscheider, T. Jungwirth, and A. H. MacDonald, Nature (London) 402, 638 (1999).
  8. V. T. Dolgopolov, A. A. Shashkin, E. V. Deviatov, F. Hastreiter, M. Hartung, A. Wixforth, K. L. Campman, and A. C. Gossard, Phys. Rev. B 59, 13235 (1999).
  9. S. I. Dorozhkin, A. A. Kapustin, I. B. Fedorov, V. Umansky, K. von Klitzing, and J. H. Smet, J. Appl. Phys. 123, 084301 (2018).
  10. В. М. Поляновский, ФТП 22, 2230 (1988).
  11. P. T. Coleridge, Semicond. Sci. Technol. 5, 961 (1990)
  12. А. А. Капустин, С. И. Дорожкин, И. Б. Федоров, В. Уманский, Ю. Х. Смет, Письма в ЖЭТФ 110, 407 (2019).
  13. S. J. Papadakis, J. P. Lu, M. Shayegan, S. R. Parihar, and S. A. Lyon, Phys. Rev. B 55, 9294 (1997).
  14. С. И. Дорожкин, А. А. Шашкин, Н. Б. Житенев, В. Т. Долгополов, Письма в ЖЭТФ 44, 189 (1986).
  15. S. I. Dorozhkin, J. H. Smet, K. von Klitzing, V. Umansky, R. J. Haug, and K. Ploog, Phys. Rev. B 63, 121301(R) (2001).
  16. А. А. Быков, Д. В. Номоконов, А. В. Горан, И. С. Стрыгин, А. К. Бакаров, С. Абеди, С. А. Виткалов, Письма в ЖЭТФ 114, 486 (2021).
  17. S. Nagano, K. S. Singwi, and S. Ohnishi, Phys. Rev. B 29, 1209 (1984).
  18. J. P. Eisenstein, L. N. Pfei er, and K. W. West, Phys. Rev. Lett. 68, 674 (1992).
  19. J. P. Eisenstein, L. N. Pfei er, and K. W. West, Phys. Rev. B 50, 1760 (1994).
  20. P. P.Ruden and Zh. Wu, Appl. Phys. Lett. 59, 2165 (1991).
  21. L. Zheng, M. W. Ortalano, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 55, 4506 (1997).
  22. F. A. Reboredo and C. R. Proetto, Phys. Rev. B 58, 7450 (1998).
  23. S. Das Sarma, M. W. Ortalano, and L. Zheng, Phys. Rev. B 58, 7453 (1998).
  24. A. V. Dmitriev, Semicond. Sci. Technol. 14, 852 (1999).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023