Магнитотранспорт в 2D-структурах n-InGaAs/GaAs с двойными квантовыми ямами в области перехода из диэлектрического состояния в режим квантового эффекта Холла

Abstract

Получены расчетные зависимости компонент тензоров проводимости и сопротивления от температуры и магнитного поля с учетом квантовых поправок от эффектов слабой локализации (СЛ) и электрон- электронного взаимодействия (ЭЭВ) в диффузионном и баллистическом режимах. Поправки к проводимости от СЛ и ЭЭВ в баллистическом режиме, а также влияние спиновых и осцилляционных эффектов учтены путем перенормировки транспортного времени релаксации импульса электронов, что привело к появлению зависимости друдевской проводимости от температуры. Расчет компонент тензоров проводимости и сопротивления проведен с использованием теоретических значений параметров теории квантовых поправок, определяемых только значениями концентрации и подвижности конкретного образца. Результаты расчета сравнивали с экспериментальными результатами для 2D-структуры n-InGaAs/GaAs c двойными квантовыми ямами. Показано, что учет только квантовых поправок с теоретическими значениями параметров не позволяет даже качественно описать эксперимент, поэтому необходимо учитывать дополнительные, зависящие от температуры, вклады в друдевскую проводимость.

Отримано розрахункові залежності компонент тензорів провідності та опору від температури і магнітного поля з урахуванням квантових виправлень від ефектів слабкої локалізації (СЛ) і електрон-електронної взаємодії (ЕЕВ) у дифузійному та балістичному режимах. Виправлення до провідності від СЛ та ЕЕВ у балістичному режимі, а також вплив спінових і осциляційних ефектів враховано шляхом перенормування транспортного часу релаксації імпульсу електронів, що призвело до появи залежності друдівської провідності від температури. Розрахунок компонент тензорів провідності та опору проведено з використанням теоретичних значень параметрів теорії квантових виправлень, які обумовлені тільки значеннями концентрації та рухливості конкретного зразка. Результати розрахунку порівнювали з експериментальними результатами для 2D-структури n-InGaAs/GaAs c подвійними квантовими ямами. Показано, що урахування тільки квантових поправок із теоретичними значеннями параметрів не дозволяє навіть якісно описати експеримент, тому необхідно враховувати додаткові, залежні від температури, внески в друдевськую провідність.

Temperature and magnetic field dependences of conductivity and resistivity tensor components with account of the quantum corrections due to weak localization (WL) and electron-electron interactions (EEI) effects at diffusive and ballistic regimes have been calculated. The quantum corrections to the conductivity due to WL and EEI at the ballistic regime and the influence of spin and oscillation effects have been accounted by the renormalization of momentum relaxation time that results in a temperature dependence of the Drude conductivity. The conductivity and resistivity tensor components are calculated by using the theoretical quantum correction parameter values. The latter depend only on electron density and mobility of a concrete sample. The calculated results were compared with the experimental data for the 2D structures n-InGaAs/GaAs with double quantum wells. It is shown that the account of the quantum corrections with the theoretical values of the parameters does not allow the experimental results to be described even qualitatively — additional, temperature dependent contributions to the Drude conductivity should be taken into account.