Слабая локализация в многослойных структурах и сверхрешетках

Abstract

Исследовано явление слабой локализации в квазидвумерной неупорядоченной многослойной структуре в поперечном магнитном поле. Сделано предположение, что когерентное туннелирование электронов между слоями настолько слабое, что сверхрешеточные минизоны не образуются, а основной вклад в вероятности переходов электронов между слоями вносит их рассеяние в случайном поле примесей. Получены аналитические выражения для интерференционных поправок к продольному сопротивлению системы, содержащей произвольное конечное количество слоев, в случае изолирующих краевых условий. Показано, что рассеяние электронов между слоями оказывает пренебрежимо малое влияние на диффузионный магнитотранспорт, но заметно уменьшает эффект слабой локализации, играя роль дополнительного механизма сбоя фазы. Проанализировано влияние краевых условий на эффект слабой локализации в многослойной структуре в зависимости от количества слоев. Полученные результаты хорошо описывают отрицательное магнитосопротивление в естественных сверхрешетках Nd₁₋xCexCuO₄ выше критической температуры.

Досліджено явище слабкої локалізації у квазідвовимірній неупорядкованій багатошаровій структурі в поперечному магнітному полі. Зроблено припущення, що когерентне тунелювання електронів між шарами настільки слабке, що надграткові мінізони не утворюються, а основний внесок в імовірності переходів електронів між шарами вносить їхнє розсіювання у випадковому полі домішок. Отримано аналітичний вираз для інтерференційних виправлень до поздовжнього опору системи, що містить довільну кінцеву кількість шарів, у випадку ізолюючих крайових умов. Показано, що розсіювання електронів між шарами робить нехтовно малий вплив на дифузійний магнітотранспорт, але помітно зменшує ефект слабкої локалізації, відіграючи роль додаткового механізму збою фази. Проаналізовано вплив крайових умов на ефект слабкої локалізації в багатошаровій структурі залежно від кількості шарів. Отримані результати добре описують негативний магнітоопір в природних надгратках Nd₁₋xCexCuO₄ вище критичної температури.

The weak localization phenomenon in a quasitwo-dimensional disordered system in orthogonal magnetic field is investigated. It is assumed that the coherent electron tunelling between the layers is so weak that there occure no superlattice minibands, and the main contribution to the probabilities of interlayer transition of electrons is made by their scattering in a random impurity field. In the case of insulating boundary conditions, analytical expressions for interference corrections to longitudinal resistivity of the system with an arbitrary finite number of layers are obtained. It is shown that the interlayer electron scattering has a negligible influence on the diffusion magnetotransport, but it markedly diminishes the weak localization effect as an additional mechanism of the phase relaxation. The influence of boundary conditions on the effect of weak localization in the multilayers structure depending on the number of layers is analysed. The obtained results describe well the negative magnetoresistance in the natural superlattices of Nd₁₋xCexCuO₄ above the critical temperature.