Интерференционные эффекты в кремний-германиевых гетероструктурах с квантовыми ямами различной ширины

Abstract

Изучены эффекты слабой локализации и взаимодействия носителей заряда в двух дырочных гетероструктурах Si₀,₇Ge₀,₃/Si₀,₂Ge₀,₈/Si₀,₇Ge₀,₃, в которых заселенными являются соответственно один или два квантовых уровня. В слабых магнитных полях обнаружено проявление эффекта слабой локализации двумерных носителей заряда в условиях близости времени спин-орбитального рассеяния и времени неупругого рассеяния, что свидетельствует о расщеплении спиновых состояний под влиянием возмущающего потенциала, связанного с формированием двумерной потенциальной ямы (механизм Рашбы). В более сильных магнитных полях в случае заселения одного квантового уровня проявляются эффекты взаимодействия, обусловленные кулоновским взаимодействием с рассеивателем. В случае заселения двух квантовых уровней доминирующим оказывается механизм рассеяния на фриделевских осцилляциях плотности носителей заряда, обусловленных электрическим полем примеси. Во всех областях поведение квантовых поправок хорошо соответствует современным теоретическим предсказаниям.

Вивчено ефекти слабкої локалізації та взаємодії носіїв заряду в двох діркових гетероструктурах Si₀,₇Ge₀,₃/Si₀,₂Ge₀,₈/Si₀,₇Ge₀,₃, в яких заселеними є відповідно один або два квантових рівня. У слабких магнітних полях виявлено прояви ефекту слабкої локалізації двовимірних носіїв заряду в умовах близькості часу спін-орбітальної розсіювання та часу непружного розсіювання, що свідчить про розщеплення спінових станів під впливом збуджуючого потенціалу, який пов'язаний з формуванням двовимірної потенційної ями (механізм Рашба). У більш сильних магнітних полях у разі заселення одного квантового рівня проявляються ефекти взаємодії, обумовлені кулонівською взаємодією з розсіювачем. У разі заселення двох квантових рівнів домінуючим виявляється механізм розсіювання на фріделівських осциляціях щільності носіїв заряду, які обумовлені електричним полем домішки. У всіх областях поведінка квантових поправок добре відповідає сучасним теоретичним передбаченням.

The effects of weak localization and interaction of charge carriers in a two p-type Si₀,₇Ge₀,₃/Si₀,₂Ge₀,₈/Si₀,₇Ge₀,₃ heterostructures with one and two subbands, respectively, occupy have been investigated. The weak localization effect of holes in conditions when the inelastic scattering time and spin orbit scattering time have close values was found in very weak magnetic fields. It is shown that splitting of the spin states occurs due to the influence of the perturbing potential (Rashba mechanism). The interaction effect which occurs due to Coulomb interaction with a scatter has been detected and analyzed in higher magnetic fields in case of one subband occupy. The dominant mechanism of scattering by Friedel oscillations of the charge carrier density, induced by the electric field of the impurity, is a dominant in the case of two subband occupy. In all regions the behavior of the interaction quantum correction is in good agreement with the modern theoretical predictions