微波辐照下二维电子系统的非线性磁输运

二维电子系统中微波诱导的非局域输运

Microwave induced nonlocal transport in two-dimensional electron system

我们观察到微波诱导的非局域电阻在磁输运的单，双层电子系统。所获得的结果提供了证据的边缘态电流稳定的微波辐射由于非线性共振。我们的观察结果与二维电子系统中微波诱导振荡和零电阻态密切相关。

双层电子系统的微波零阻态

Microwave zero-resistance states in a bilayer electron system

磁输运测量的高迁移率电子双层系统形成在一个宽的GaAs量子阱揭示消失耗散电阻下连续微波照射。深刻的零电阻状态（ZRS）出现，即使在存在额外的子带间散射的电子。研究了光电阻随频率、微波功率的变化规律。和温度实验结果进行了比较与理论证明，绝对负电阻率的条件与ZRS的外观。

量子霍尔系统中电子的磁输运

Magnetotransport of electrons in quantum Hall systems

本文综述了近年来在中等强横向磁场范围内二维系统中电子磁输运的理论结果。讨论的现象包括：具有各种类型的无序的系统中的准经典记忆效应、横向超晶格中的输运、相互作用诱导的量子磁阻、DC和AC输运中的量子磁振荡以及振荡微波光电导性。

硅中电注入自旋极化电子的微波操纵

Microwave manipulation of electrically injected spin polarized electrons in silicon

我们演示了微波操纵硅中电注入自旋极化电子的自旋态。虽然硅沟道的铁磁金属薄膜的边界，我们表明，适度的微波功率可以施加到设备，而不会改变设备的操作显着。共振微波辐射是用来诱导自旋极化的电子自旋旋转，因为它们穿越硅通道，并随后检测到由铁磁肖特基势垒自旋探测器所产生的自旋极化。这些结果表明，先进的电子自旋共振技术相结合，以补充标准的磁输运测量以外的半导体自旋电子器件的研究的潜力。

二维电子与声学声子相互作用的微波感生磁电阻

Microwave-induced magnetoresistance of two-dimensional electrons interacting with acoustic phonons

从理论上研究了微波辐射下二维电子系统中电子-声子相互作用对磁输运的影响。除了存在于微波的情况下的声子诱导的电阻振荡，辐照样品的磁阻包含振荡的贡献，由于电子散射的杂质和声学声子。由于电子-声子散射的贡献被描述为声子诱导的电阻振荡和微波诱导的电阻振荡的干涉的结果。此外，微波加热电子会导致一种特殊的声子诱导振荡。讨论了不同贡献的相对强度及其对参数的依赖性。众多的振荡贡献的相互作用表明一个奇特的磁阻图片在高迁移率层的温度时，电子-声子散射变得重要。

Quantum oscillations in an optically-illuminated two-dimensional electron system at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface

We have investigated the illumination effect on the magnetotransport properties of a two-dimensional electron system at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface. The illumination significantly reduces the zero-field sheet resistance, eliminates the Kondo effect at low-temperature, and switches the negative magnetoresistance into the positive one. A large increase in the density of high-mobility carriers after illumination leads to quantum oscillations in the magnetoresistance originating from the Landau quantization. The carrier density ($\sim 2 \times 10^{12}$ cm$^{-2}$) and effective mass ($\sim 1.…

大填充因子下二维电子气的磁输运

Magnetotransport in two-dimensional electron gas at large filling factors

我们导出了磁场中二维电子气的量子玻耳兹曼方程，使得填充因子$ν\gg 1$。该方程描述了外场对杂质碰撞积分的所有影响，包括Shubnikov-de Haas振荡、磁电阻的平滑部分和非线性输运。此外，我们还得到了外部微波辐射对体系中线性和非线性$dc$输运的影响的定量结果。我们的发现与Zudov { \em et al.}发现的振荡电阻率的描述有关，Mani { \em et al.}发现的零电阻态和Zudov { \em等人}，以及Andreev { \em et al.}模型的微观证明。我们还提出了半经典图象，定性地考虑了外场对碰撞积分的影响。

AC和DC场诱导的二维电子系统的磁电阻振荡

Magnetoresistance Oscillations in Two-dimensional Electron Systems Induced by AC and DC Fields

本文报道了同时作用于交流（微波）和直流（霍尔）场的高迁移率二维电子系统的磁输运测量结果。我们发现，直流激励影响微波光电阻在一个非平凡的方式。光电阻最大值（最小值）演变成最小值（最大值）和背部，反映了AC和DC诱导效应的强耦合和相互作用。我们的大多数观测结果可以用一种新的“组合”共振条件用间接电子跃迁来解释。观察到的微波诱导的零电阻的直流场淬火不能明确地链接到一个域模型，至少在一个系统的理论治疗两种激励类型在一个单一的框架内开发。

Microwave-Induced Magneto-Intersubband Scattering in a Square Lattice of Antidots

The effect of microwave radiation on low-temperature electron magnetotransport in a square antidot lattice with a period of d = 0.8 micrometer based on a GaAs quantum well with two occupied energy subbands E1 and E2 is investigated. It is shown that, owing to a significant difference between the electron densities in the subbands, commensurability oscillations of the resistance in the investigated antidot lattice are observed only for the first subband. It is found that microwave irradiation under the cyclotron resonance condition results in the formation of resistance oscillations periodic in…

微波辐射引起的巨磁电阻振荡与中等迁移率二维电子系统的零电阻态

Giant Magnetoresistance Oscillations Induced by Microwave Radiation and a Zero-Resistance State in a 2D Electron System with a Moderate Mobility

研究了频率为54 ~ 140 $\mathrm{GHz}$的微波场对具有AlAs/GaAs超晶格势垒且电子迁移率不高于$10^6$ $\mathrm{cm^2/Vs}$的GaAs量子阱中磁输运的影响。在给定的二维系统中，在微波辐射的作用下，观察到巨电阻振荡，它们在磁场中的位置由辐射频率与回旋频率的比值决定。早期，这种振荡只在迁移率高得多的GaAs/AlGaAs异质结构中观察到。当所研究的样品用140- $\mathrm{GHz}$微波场照射时，对应于回旋共振附近发生的主振荡最小值的电阻似乎接近于零。研究结果表明，低于$10^6$ $\mathrm{cm^2/Vs}$的迁移率值不会阻止微波辐射作用下二维系统中磁场中零电阻态的形成。

高迁移率二维电子系统中微波感生磁阻振荡的辐射强度和温度依赖性

Radiation-intensity and temperature dependence of microwave-induced magnetoresistance oscillations in high-mobility two-dimensional electron systems

本文对最近在高迁移率二维电子气中发现的辐射诱导巨磁电阻振荡现象进行了详细的理论研究。同时考虑了GaAs基异质结中电子与杂质、横向和纵向声学声子的相互作用。多光子辅助杂质散射被证明是电阻振荡的主要来源。基于Faraday几何中磁输运的平衡方程理论，我们不仅能够再现所观测到的主振荡的周期、相位和负电阻率，而且能够预测与双光子和三光子过程有关的次峰/谷结构。讨论了磁电阻振荡对微波强度的依赖关系、直流偏置电流的作用以及电子温度的影响。此外，我们提出的电阻振荡的温度依赖性源于朗道能级加宽的增长，由于声学声子散射的增强与晶格温度的增加。计算得到的振荡温度变化与实验结果吻合得很好。

低频辐照增强边缘沟道输运

Enhancement of edge channel transport by a low frequency irradiation

高迁移率二维电子气的磁输运性质由于微波诱导零电阻态的发现而引起人们极大的兴趣。在这里，我们实验表明，微波辐射的光子能量远小于朗道能级之间的间距可以引起强烈的四端电阻下降。这种效果是不预测的散装运输模型介绍，以解释零电阻状态，但可以自然地解释边缘运输模型。这突出了最近提出的零电阻态物理的边缘通道的重要性。

Microwave response of interacting oxide two-dimensional electron systems

We present an experimental study on microwave illuminated high mobility MgZnO/ZnO based two-dimensional electron systems with different electron densities and, hence, varying Coulomb interaction strength. The photoresponse of the low-temperature dc resistance in perpendicular magnetic field is examined in low and high density samples over a broad range of illumination frequencies. In low density samples a response due to cyclotron resonance (CR) absorption dominates, while high density samples exhibit pronounced microwave-induced resistance oscillations (MIRO). Microwave transmission experimen…

亚太赫兹辐射下二维电子气的Shubnikov-de Haas振荡

Shubnikov-de Haas oscillations in two-dimensional electron gas under subterahertz radiation

我们报告的磁输运测量的二维（2D）电子气受到亚太赫兹辐射的制度，舒布尼科夫-德哈斯振荡（SdHO）和微波诱导的电阻振荡（MIRO）共存在一个广泛的磁场范围内，跨越几个谐波的回旋共振。令人惊讶的是，我们发现，SdHO振幅被修改的辐射在一个非平凡的方式，由于振荡的修正，具有相同的周期和相位MIRO。这一发现挑战了我们目前对二维电子气中微波光阻的理解，需要进一步的研究。

低维电子系统的极低功率级高灵敏度微波矢量探测

High-sensitivity microwave vector detection at extremely low-power levels for low-dimensional electron systems

提出了一种高灵敏度的微波矢量探测系统，用于研究低温下共面波导缝隙中的低维电子系统。使用该系统，我们已经实现了0.005%和0.001 \textdegree分辨率的幅度和相位变化，分别在10 GHz的磁输运测量的量子线阵列的平均信号功率小于$-$ 75 dBm的样品在0.3 K。从测得的相位变化，我们可以区分每根量子线的感应偶极矩的非常微小的变化。

受辐照二维电子系统的非线性磁电阻

Nonlinear magnetoresistance of an irradiated two-dimensional electron system

采用直流控制的方法，结合光子辅助跃迁机制，分析了微波辐照下高迁移率二维电子系统在有限直流激励下的非线性磁输运。振荡微分电阻相对于磁场和电流密度的预测振幅、极值和节点与最近的实验观察结果非常一致[Hatke et al. Phys. Rev. B 77，201304（R）（2008）]。

Ge/SiGe量子阱中的霍尔场致电阻振荡

Hall field-induced resistance oscillations in Ge/SiGe quantum wells

本文报道了在直流电场和高频微波辐射作用下，高迁移率二维空穴气在纯Ge/SiGe量子阱中的磁输运性质。我们发现，在施加直流偏压的微分电阻率表现出一个显着的最大值在磁场与所施加的电流线性增加。我们将这个最大值与霍尔场致电阻振荡（HIRO）的基本峰值，这是已知的发生在GaAs/AlGaAs系统中的2D电子气。考虑到丁格尔因子校正后，我们发现HIRO峰的位置很好地描述了空穴有效质量$m^\star \approx 0.09\,m_0$，从微波光阻在同一样品中获得。

光照对GaAs量子阱量子寿命的影响

Effect of illumination on quantum lifetime in GaAs quantum wells

低温照射GaAs量子阱中的二维电子气可以大大提高高场磁输运的质量。即使在载流子密度和迁移率保持不变的情况下，这种改善也会发生，但具体原因尚不清楚。本文研究了低磁场中光照对微波光电阻的影响。我们发现，微波诱导的电阻振荡的幅度显着增长后照射。丁格尔分析表明，这种增长反映了单粒子（量子）寿命的大幅增加，这可能源于光诱导的电荷重新分布，提高了掺杂层的屏蔽能力。

多层系统中的磁阻振荡-三重量子阱

Magnetoresistance oscillations in multilayer systems - triple quantum wells

由于量子化磁场对子带间跃迁几率的周期性调制，具有多个占据子带的二维电子系统的磁阻振荡。除了以前的调查，这些磁子带间（MIS）振荡在两个子带系统中，我们报告的实验和理论研究这样的现象在三量子阱中实现的三个子带系统。我们表明，存在两个以上的子带导致一个定性不同的MIS振荡图片，描述为几个振荡的贡献叠加。在连续微波辐照下，三阱系统的磁电阻表现出MIS振荡和微波感生电阻振荡的相互干扰。理论解释这些现象的一般形式，有效的任意数量的子带。理论和实验的比较，使我们能够提取的温度依赖性的量子寿命的电子，并确认微波光电阻的非弹性机制的适用性，在多层系统中的磁输运的描述。

太赫兹和微波辐射在稀磁半导体异质结构中诱导的自旋极化电流

Spin-polarized electric currents in diluted magnetic semiconductor heterostructures induced by terahertz and microwave radiation

研究了在面内外加磁场和微波或太赫兹辐射照射下稀磁半导体量子阱中的自旋极化电流。在（Cd，Mn）Te/（Cd，Mg）Te量子阱（QWs）和（In，Ga）As/InAlAs：Mn QWs中研究了这种效应，这些QWs属于众所周知的II-VI和III-V DMS材料系统，以及在异质价AlSb/InAs/（Zn，Mn）Te QWs中研究了这种效应，这些QWs代表了II-VI和III-V半导体的有前途的组合。实验数据和发展的理论表明，光电流起源于自旋相关的散射的自由载流子的静态缺陷或声子的Drude吸收的辐射和随后的载流子的弛豫。我们表明，在DMS结构的电流产生的效率大大提高相比，非磁性半导体。这种增强是由于载流子自旋与磁性离子局域自旋的交换相互作用引起的，一方面导致了巨大的塞曼自旋分裂，另一方面导致了外磁场极化的局域Mn ~（2+）离子对载流子自旋的散射.

二维电子气回旋跃迁与THz超材料的超强耦合

Ultrastrong coupling of the cyclotron transition of a two-dimensional electron gas to a THz metamaterial

具有超强光-物质相互作用的人工腔光子谐振器由于可以操纵腔量子电动力学基态并使其物理性质可控而在半导体和超导系统中引起了广泛的兴趣。我们在这里报告的实验表明，超强的光-物质耦合在太赫兹超材料的回旋跃迁的高迁移率的二维电子气耦合到电子开口环谐振器阵列的光子模式。我们观察到真空拉比频率$Ω$和回旋频率$ω_c$之间的归一化耦合比$\fracΩ{ω_c}=0.58$。我们的系统似乎是可扩展的频率，并可能被带到微波光谱范围内的潜在的强烈控制的磁输运性质的高流动性的2DEG。

二维电子系统的多重光激发：双色磁阻振荡的再研究

Multiple photoexcitation of two-dimensional electron systems: bichromatic magnetoresistance oscillations revisited

从理论上分析了多辐射源照射下高迁移率二维电子系统的磁电阻。特别是，我们研究了微波诱导的电阻振荡的打击效果的影响。我们认为中等辐射强度，而不达到零电阻状态制度。我们使用辐射驱动的拉莫尔轨道模型扩展到几个光源。首先，我们研究了两个不同的辐射在同一方向上偏振不同或相同的频率的情况。对于这两种情况，我们发现一个制度的叠加或干涉的谐波运动。当频率不同时，我们得到了脉冲和拍频调制的磁电阻响应。另一方面，当频率相同时，我们发现最终结果将取决于两个辐射场之间的相位差，从响应增强到振荡完全崩溃，达到类似于黑暗的结果。最后，我们考虑一个多光激发的情况下（三个不同的频率），我们提出的二维电子系统作为一个潜在的微波纳米天线设备。

无序量子霍尔晶体的动力学

Dynamics of disordered quantum Hall crystals

在量子化磁场中的二维电子系统中，电荷密度波被认为是常见的。这些相是由最高层朗道能级的准粒子在部分填充时形成的。一类电荷密度波相位可以被描述为电子固体。在弱磁场中（在高朗道能级下），每单位晶胞具有许多粒子的固体-气泡相-占主导地位。在强磁场中（最低朗道能级），只有每个晶胞中只有一个粒子的晶体--维格纳晶体--才能形成。即使是微弱的无序也会以非常特定的方式影响它们的直流和交流磁输运，这一事实有助于这些相的实验识别。在交流域中，出现电磁响应由磁声子集体模式主导的频率范围。无序的作用是使集体模局部化，并产生非均匀加宽的吸收线，即钉扎模。在最近的微波实验中，在朗道最低能级和高能级上都发现了钉扎模。本文提出了一个经典的二维电子晶体被弱杂质集体钉扎的钉扎模式理论。我们表明，长程库仑相互作用导致一个戏剧性的线变窄，定性与实验一致。

高朗道能级中的非平衡现象

Nonequilibrium phenomena in high Landau levels

在过去的十年中，二维电子系统物理学的发展揭示了在中等强度磁场存在下的一类新的非平衡现象。这些现象的标志是由驱动电子系统脱离平衡的外力产生的磁阻振荡。在高迁移率半导体纳米结构中发现的丰富的这类戏剧性现象特别包括微波辐射诱导的电阻振荡和零电阻状态，以及霍尔场诱导的电阻振荡和相关的零微分电阻状态。我们回顾这些现象的实验表现形式和统一的理论框架来描述它们的量子动力学方程。该调查还包含了一个彻底的讨论的磁输运性质的二维电子的线性响应制度，以及对未来的发展方向，包括相关的非平衡现象在其他二维电子系统的前景。

双色辐射下二维电子气的参量共振

Parametric resonance of a two-dimensional electron gas under bichromatic irradiation

在二维电子气中，即使是弱的非抛物性的电子色散，违反科恩定理，可以有一个激烈的影响下交流驱动直流磁输运。我们从理论上研究了这种效应在直流响应两个驱动交流场（双色照射）的联合作用的表现。与单色辐射的情况相比，目前在实验和理论上都进行了深入研究，第二微波源的存在提供了对交流驱动的2D电子气的性质的额外了解。特别是，我们发现，nonparabolicity，是违反科恩定理的最简单的原因，产生了新的特定双色照射的定性效果。也就是说，当频率$ω_1$和$ω_2$远离回旋频率$ω_c$时，我们简单的经典考虑表明，系统变得参数不稳定，相对于频率$(ω_1+ω_2)/2$的波动。作为非抛物性的附加效应，这种参数不稳定性可以在系统的直流特性中表现出来。当$ω_1$、$ω_2$和$ω_c$分别以3：1：2相关时，会发生这种情况。即使对于$ω_1$和$ω_2$之间的弱失谐，在非抛物性的存在下，双色照射对直流响应的影响也可以与单色情况显著不同。特别地，运动方程可以获得多稳态解。因此，在相同的磁场下，对角线直流电导率可以呈现几个稳定的负值。