Взаимодействие поверхностных акустических волн с двумерными электронами в гетероструктурах GaAs/AlGaAs в режиме целочисленного квантового эффекта Холла

• Автор: Смирнов, Иван Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Размерное квантование энергии в электронных сие гемах
1.2. Экспериментальное наблюдение целочисленного
квантовог о эффекта Холла (ЦКХЭ)
1.3. Температурная зависимость диагональной компоненты проводимости двумерных электронов
в области ЦКХЭ
1.4. Взаимодействие двумерного электронного газа
с поверхностной акустической волной (ПАВ)
1.5. Выводы
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Акустический метод как бесконтактный способ введения переменного электрического поля в образец с
двумерными электронами
2.2. Структура образцов
2.3. Методика низкотемпературных измерений в магнитном поле
2.4. Выводы
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ПРОВОДИМОСТИ ДВУМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ИЗ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ ПАВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
3.1. Поглощение поверхностных акустических волн двумерным электронным газом в гетероструктурах в магнитном поле
3.2. Определение проводимости двумерной электронной системы

(Тхх из коэффициента поглощения 11АВ
3.3. Определение параметров двумерной электронной системы акустическим методом
3.4. Выводы
Глава 4. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ДВУМЕРНОГО ЭЛЕКТРОННОГО ГАЗА С ПАВ В ОБЛАСТИ ДЕЛОКАЛИЗАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ
4.1. Экспериментальные данные
4.2. Разогрев двумерных электронов
4.2.1. Статический режим
4.2.2.Разогрев электронов поверхностной акустической волной
4.2.3.Времена релаксации энергии электрона и электрон-электронного взаимодействия
4.3. Обсуждение экспериментальных результатов
4.4. Выводы
Глава 5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЛОКАЛИЗОВАННЫХ ДВУМЕРНЫХ
ЭЛЕКТРОНОВ С ПАВ
5.1. Проявление эффектов локализации при взаимодействии двумерной электронной системы с ПАВ
5.2. Двумерная высокочастотная прыжковая проводимость (теория)
5.2. Определение длины локализации двумерных электронов
в режиме ЦКЭХ из акустических измерений
5.4. Сравнительный анализ акустического и других методов определения высокочастотной проводимости двумерной электронной системы
5.5. Нелинейность акустических эффектов и высокочастотной проводимости в гетероструктурах СаАз/АЮаАз в режиме целочисленного квантового эффекта Холла

5.5.1. Нелинейности в области активационной проводимости
(<Т]/0"2>>1)
5.5.2. Нелинейности в области высокочастотной прыжковой проводимости {<У/О"2)~0
5.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Максимумы Г (до ЗОкЭ) эквидистантны по ПН и, как видно из рисунков, соответствуют по магнитному полю минимумам /ЛДА) (рис. 3.1 Ь). Это дает возможность определить концентрацию двумерного электронного газа по периоду осцилляций стандартным образом [34], используя выражение
ns=(dh)vH=v2.42 • 109//(кЭ), (3.1)
где v - число заполнения (см. формулу 1.13).
Концентрация пЛ.=7-10исм'2, полученная таким образом, совпадает в пределах точности эксперимента с концентрацией «^#=6.8-10й см’2, рассчитанной по осцилляциям Шубникова-де Гааза на постоянном токе.
Мы провели также измерения поглощения ПАВ и в магнитном поле, параллельном поверхности образца. При такой геометрии осцилляции поглощения ПАВ не наблюдались, что подтверждает двумерный характер наблюдавшихся нами осцилляций поглощения в поперечном магнитном поле.
Для анализа экспериментальных зависимостей Г(//) (рис.3.1) мы использовали формулу (1.24), рассчитанную для нашей конфигурации эксперимента. В исследуемой нами структуре POL1 <2=0, поэтому выражение для коэффициента поглощения имеет вид:
Г = 8.68 к дА dB / см, е-2>
2 1+[4ялcrJ(q)/£sV
А - Sb(q)(£I+s0)£oSsexp[-2qal,
Ь{чН ЬШНчУНШ1 К4Н НФ-НяШ2ЬШ,
(?) !у| + *oJ " (А А>) ~ Aj — А); " (®S ~ 6Ц)ехР(~'2с{й)
Ы?)=(б-] + ео) - (es + SQ) + + 60) - (is - £0)
НяУ=[(еJ - г0 ) ■ (ffs - ) + (а ~ е0 ) ■ (es + £0 )] ■ exp(-2qa) ■
Здесь £‘i=5 1, а=12, <Сп=1 - диэлектрические проницаемости LiNbOj, GaAs и вакуума, соответственно. Релаксационный характер выражения (3.2) определяет раздвоение максимумов коэффициента поглощения: когда