Переходы металл-диэлектрик и эффекты электрон-электронного взаимодействия в двумерных электронных системах

• Автор: Шашкин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Фазовая диаграмма металл-диэлектрик в магнитном поле

1.1. Введение

1.2. Всплывание делокализованных состояний в перпендикулярных

магнитных полях

1.3. Подобие диэлектрической фазы и фаз квантового эффекта Холла

1.4. Краевые каналы и прямые измерения квантованной холловской

проводимости

1.5. Настоящий переход металл-диэлектрик в нулевом магнитном

поле и фазовая граница в параллельном магнитном поле
Выводы к первой Главе
Глава 2. Рост дт вблизи перехода металл-диэлектрик и возможный
ферромагнитный переход
2.1. Биения осцилляций Шубникова-де Гааза
2.2. Скейлинг магнетосопротивления в параллельном поле и другие
методики
2.3. Другие двумерные системы
Выводы ко второй Главе
Глава 3. Раздельное определение эффективной массы и -фактора
3.1. Наклон металлической температурной зависимости проводимости
в нулевом магнитном поле
3.2. Зависимость от температуры амплитуды осцилляций Шубникова-
де Гааза в слабых пол«сх
3.3. Спиновые и циклотронные щели в сильных магнитньк полях
Выводы к третьей Главе
Глава 4. Термодинамические измерения магнетизации в кремниевых

МОП структурах со слабым беспорядком
4.1. Критический рост спиновой восприимчивости Паули при низких
плотностях электронов
4.2. Определение у-фактора и циклотронной массы
Выводы к четвертой Главе
Глава 5. Вигнеровский кристалл или ферромагнитная Ферми-жидкость?
С точки зрения теории
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература

ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность темы. Основное состояние идеальной сильно взаимодействующей двумерной электронной системы, как ожидается, является вигнеровским кристаллом. Сила взаимодействия характеризуется отношением кулоновской энергии и энергии Ферми, которое в случае одной долины совпадает с радиусом Вигнера-Зейца г,,. Параметр взаимодействия возрастает с уменьшением плотности электронов. По данным численного моделирования, вигнеровская кристаллизация ожидается в чрезвычайно разреженном случае, когда г., достигает примерно 35. Уточненные численные расчеты предсказывают, что до кристаллизации, в диапазоне значений параметра взаимодействия 25 < гя < 35, основным состоянием системы является коррелированная ферромагнитная Ферми-жидкость. Однако, другие промежуточные фазы также могут существовать. Ожидается, что при более высокой плотности электронов г., ~ 1, электронная жидкость парамагнитна, а ее эффективная
масса т и фактор Ланде д перенормируются взаимодействием. Только недавно качественные отклонения от поведения слабо взаимодействующей Ферми-жидкости были обнаружены в сильно коррелированных двумерных электронных системах (г, > 10), в частности резкое возрастание эффективной электронной массы с уменьшением плотности электронов.
Цель работы. Исследование переходов металл-диэлектрик в магнитных полях и поведения спиновой восприимчивости, эффективной массы и -фактора при низких плотностях электронов в двумерных электронных системах с помощью транспортных и термодинамических измерений.
Научная новизна. Построена фазовая диаграмма металл-диэлектрик в перпендикулярном и параллельном магнитных полях для двумерных электронных систем в кремниевых МОП структурах и СаАэ/АЮаАз гетероструктурах.
Исследовано существование настоящего перехода металл-диэлектрик в нулевом магнитном поле.
Измерена спиновая восприимчивость Паули для сильно взаимодействующих двумерных электронных систем с низким уровнем беспорядка в кремниевых МОП структурах.

Рис. 15: Длина локализации, определенная по высокочастотной проводимости в режиме прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка в сильно разупорядоченной двумерной электронной системе в гетероструктурах СаАв/АЮаАб, как функция отклонения фактора заполнения от I/* = 2.5 (квадраты) и от и* = 3.5 (кружки) по направлению к плато V = 3. Пунктир — линейная аппроксимация согласно классической теории перколяции с показателем степени в = 4/3. (экспериментальные данные из работы [139])