Spin-density and charge-density excitations in quantum wires
在Hartree-Fock无规相位近似下研究了量子线中的相互作用电子气。由于电子交换相互作用,对电子自旋极化率的顶点校正是重要的,从而产生自旋密度激发(spin-density excitation,EVM),其中大振子强度相对于单粒子状态转移到较低能量。子带间跃迁的能量随所占子带的数目而振荡,并在子带能量接近化学势时有一个极小值。子带内色散在小波矢处具有线性色散。相应的声速相对于费米速度减小,这是由于被占据的子带内的交换相互作用和由到上子带的虚拟跃迁引起的交换屏蔽。对于子带间和子带内电荷密度激发(CDE)的顶点校正是不太重要的。对于仅占据一个子带的情况,研究了Tomonaga-Luttinger模型中由于虚跃迁到上子带而引起的CDE和CDE的屏蔽,其中虚跃迁在Hartree-Fock近似下处理.计算结果与实验定性一致。
1997-02-27 cond-mat.mes-hall
Thermally activated intersubband scattering and oscillating magnetoresistance in quantum wells
高迁移率宽量子阱中磁电阻的实验研究揭示了随着温度升高到10 K而出现的振荡,其周期接近于Shubnikov-de Haas振荡。所观察到的现象被确定为magnetointersubband振荡所造成的两个被占领的子带和第三子带之间的电子的散射成为占领作为热激活的结果。这些小周期振荡对热抑制的敏感性低于由第一和第二子带之间的散射引起的大周期磁子带间振荡。理论研究的基础上考虑电子散射的边缘附近的第三个子带,给出了一个合理的解释,我们的实验结果。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall
Topological Phase Diagram of a Two-Subband Electron System
我们给出了一个具有两个子带的二维电子系统的相图。利用门控GaAs/AlGaAs单量子阱,我们绘制出了密度-磁场平面上各种量子霍尔态的相位图。实验相图显示了一个非常不同的拓扑结构,从传统的朗道风扇图。我们发现区域的负微分霍尔电阻,这被解释为长期寻求再入量子霍尔跃迁的初步证据。从朗道能级和子带混频的角度讨论了反常拓扑和负微分霍尔电阻的起源。
1999-05-18 cond-mat.mes-hall
Magnetophonon oscillations of thermoelectric power and combined resonance in two-subband electron systems
通过测量垂直磁场中具有两个占据子带的高迁移率量子阱中的热电效应,我们探测到了由于电子与声学声子相互作用而引起的磁声子振荡。这些振荡包含特定的功能,确定为组合共振所造成的子带间声子辅助的电子在朗道量子化的存在下的过渡。将声子拖曳磁热电效应的量子理论推广到多子带占据的情况,描述了我们的实验结果。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall
Hall field-induced resistance oscillations in a tunable-density GaAs quantum well
我们报告了在60 nm宽的GaAs/AlGaAs量子阱中的霍尔场致电阻振荡(HIRO),该量子阱具有\emph{in situ}生长的背栅,其允许调节载流子密度$n$。在低$n$下,当所有电子被限制在最低子带(SB 1)时,HIRO频率与回旋加速器直径和霍尔场的乘积成比例,与$n^{-1/2}$成比例,正如预期的那样。值得注意的是,第二子带(SB 2)的种群显著增强HIRO,而它们的频率现在缩放为$n^{-1}$。我们表明,在这两个子带制度HIRO仍然完全源于SB 1电子的背散射。这种不寻常的密度依赖性是因为SB 2的数量稳步增加,而SB 1的数量基本保持不变。HIRO的增强表现出一个意想不到的,阶跃式增加的SB 1电子的量子寿命,达到一个记录值为52 ps的两个子带制度。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Non-linear transport phenomena in a two-subband system
我们研究了在垂直磁场中具有两个紧密分布的电子子带的高迁移率双层系统中的非线性输运现象。对于一个温和的直流激励,我们观察到零微分电阻状态的特征1/B周期。我们调查,从实验和理论上,霍尔场致电阻振荡调制的高频磁子带间振荡在我们的系统中,如果我们增加的电流。我们还观察和描述的影响,直流对磁电阻在微波辐射的存在。
2011-10-10 cond-mat.mes-hall
A Quantized $ν=5/2$ State in a Two-Subband Quantum Hall System
研究了宽阱中密度可调二维电子系统中分数量子霍尔态在填充5/2时的演化,在宽阱中,分数量子霍尔态可以诱导从单光子带占据到两光子带占据的跃迁.在80和60 nm阱中,即使当第二子带被占据时,也观察到最低子带的5/2填充处的量子霍尔态。在50 nm阱中,5/2态在第二子带布居时消失。我们将这种独特的行为归因于子带间电荷转移的电容能量和子带概率密度重叠的宽度依赖性。
2011-09-28 cond-mat.mes-hall
Temperature Damping of Magneto-Intersubband Resistance Oscillations in Magnetically Entangled Subbands
本文研究了在不同温度下,在垂直于二维电子层的倾斜磁场中,具有两个子带的对称GaAs量子阱中高迁移率二维电子的磁子带间电阻振荡(MISO)。随着温度的升高,MISO的振幅减小。在中等倾斜度下,MISO振幅的温度降低与由于高温下量子电子寿命降低而导致的Dingle因子的降低一致。在大倾角下,观察到新的强MISO抑制随温度的变化。提出的模型将这种抑制与子带之间的磁纠缠联系起来,导致振荡态密度的跳动。该模型给出了相应的温度阻尼因子:$A_{MISO}(T)=X/\sinh(X)$,其中$X=2π^2kTδf$和$δf$是两个子带态密度振荡的差频。该因子与实验结果一致。观察到费米液体对MISO振幅的增强。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-subband electron transport in nonideal quantum wells
研究了具有大尺度能级变化的非理想量子阱中两个子带被占据时的电子输运。虽然这两个能级的平均涨落被电子的面内再分布所屏蔽,但这两个能级的能量在平面上仍然是不均匀的。随机不均匀性对经典输运的影响进行了研究的弱无序的局部响应方法的框架内。短距离和小角度散射机制被认为是。磁输运特性和调制的有效电导率的横向电压进行了评估不同种类的限制势(硬壁量子阱,抛物量子阱,和阶梯量子阱)。
2000-03-03 cond-mat.mes-hall
Multiple Phases with the Same Quantized Hall Conductance in a Two-Subband System
在GaAs/AlGaAs二维电子系统中,实验确定的密度-磁场平面相图具有丰富的拓扑特征。在相图中,在偶数整数填充因子下观察到环状结构。即使量子化霍尔电阻值与朗道能级量子化引起的普通整数量子霍尔效应所产生的电阻值相同,环内这些态的激活能也要小得多。这些环状结构不能用简单的单粒子图像来解释。我们认为,铁磁量子霍尔态,由于两个能级的相互作用,具有相反的自旋和不同的子带指数,是负责这些不寻常的结构。
2005-11-15 cond-mat.mes-hall
Magnetophonon Resistance Oscillations in Structures with a GaAs Quantum Well and Barriers of AlAs/GaAs$\langleδ$-Si$\rangle$ Superlattices
Ioffe Physical-Technical Institute(约费物理技术研究所);Rzhanov Institute of Semiconductor Physics(日哈诺夫半导体物理研究所)
研究了含 GaAs 量子阱和 AlAs/GaAs 超晶格势垒样品中电子与光学、声学声子的共振散射相关振荡,发现 MPR 不依赖系统维度等,二维结构中 N = 1 振荡幅度受散射机制影响,PIRO 在特定样品中与子带间跃迁相互干涉。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall
Magneto-intersubband resistance oscillations in GaAs quantum wells placed in a tilted magnetic field
研究了在倾斜磁场中具有三个布居子带的宽GaAs单量子阱中高迁移率二维电子的磁输运。较低的两个子带的底部具有几乎相同的能量,而第三子带的底部具有高得多的能量($E_1\approx E_2<<E_3$)。在零面内磁场下,观测到$i^{th}$和$j^{th}$子带之间的磁子带间振荡(MISO),并服从关系式$Δ_{ij}=E_j-E_i=k\cdot\hbarω_c$,其中$ω_c$是回旋频率,$k$是整数。面内磁场的应用产生MISO和相应的电子谱的急剧变化。确定了三种制度。在$\hbarω_c \ll Δ_{12}$的面内磁场大大增加了间隙$Δ_{12}$,这是与电子传播的半经典制度。相反,在强磁场$\hbarω_c \gg Δ_{12}$相对较弱的振荡变化的电子光谱与平面内磁场观察。在$\hbarω_c \approx Δ_{12}$处,电子光谱通过磁击穿在这两个区域之间经历转变。在这个跃迁区中,具有奇数量子数$k$的MISO终止,而对应于偶数$k$的MISO将$continuously$演化到对应于$\hbarω_c \gg Δ_{12}$的高场区
2016-03-08 cond-mat.mes-hall
Evolution of the 7/2 fractional quantum Hall state in two-subband systems
我们报道了在宽GaAs量子阱中,电子占据两个电子子带时,分数量子霍尔态在偶数分母填充因子$ν=7/2$下的演化。这些数据揭示了微妙而独特的演变作为密度,磁场倾斜角,或对称性的电荷分布的函数。当电荷分布强不对称时,当属于两个子带的两个朗道能级在费米能级交叉时,在$ν=7/2$附近存在一个显著的电阻极小值。该最小值的场位置跟踪对称子带的5/2填充,这表明交叉能级的钉扎和对称子带中的发展中的5/2 π HS,即使反对称能级被部分填充。
2011-09-07 cond-mat.mes-hall
Microwave-Induced Magneto-Intersubband Scattering in a Square Lattice of Antidots
研究了微波辐射对周期为d = 0.8 μ m的GaAs量子阱反点晶格中电子低温磁输运的影响。它示出,由于在子带中的电子密度之间的显着差异,在所调查的反点晶格中的电阻的可伸缩性振荡观察到仅为第一子带。结果表明,在回旋共振条件下,微波辐照导致在主磁化率峰区域的逆磁场中形成周期性的电阻振荡。它是建立这些振荡的周期对应于磁子带间振荡的周期。所观察到的效果是由子带E1和E2中的电子加热之间的差异所引起的子带间散射率的增加来解释的。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall
Multicomponent fractional quantum Hall states with subband and spin degrees of freedom
在宽GaAs量子阱中,两个电子子带被占据,我们施加平行磁场或增加电子密度,以引起这些子带的两个$N=0$朗道能级的交叉,并具有相反的自旋。在交叉点附近,填充因子范围$1<ν<3$内的分数量子霍尔态表现出一系列由自旋和子带自由度之间的相互作用引起的赝自旋极化跃迁。跃迁的场位置产生了复合费米子离散能级分离的新的定量测量。令人惊讶的是,当电子具有更高的自旋极化时,分离更小。
2015-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall Conductance of a Two-Dimensional Electron Gas with Spin-Orbit Coupling at the Presence of Lateral Periodic Potential
我们计算了在周期势和垂直磁场中,具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子气磁子带中的霍尔电导分布。在这种半导体结构中,自旋-轨道耦合混合了不同磁性子带的状态,并且与无自旋粒子的情况相比改变了它们的霍尔电导的分布。计算了具有弱($AlGaAs/GaAs$)和相对强($GaAs/InGaAs$)SO和Zeeman相互作用的半导体结构。完全占据的磁子带的霍尔电导取决于系统参数,并且可以在相邻子带彼此接触时改变。结果表明,在具有较强SO耦合的实际半导体结构中,Hall电导的分布不同于\cite{Thoul}等人预言的无自旋轨道耦合系统的量子化规律.在弱SO相互作用和相对大的晶格周期的情况下,磁子带的霍尔电导与无自旋粒子的霍尔电导相同,但随着晶格周期的减小和相邻两个磁子带的相互接触,霍尔电导的分布发生了剧烈的变化。
2007-01-15 cond-mat.mes-hall
Evidence of spontaneous spin polarization in the two-dimensional electron gas
密度泛函计算使用一个精确的交换势的GaAs单量子阱中形成的二维电子气(2DEG)预测的自旋极化相的存在下,当激发子带变得稍微填充。直接的实验证据是从低温和低激发功率的光致发光(PL)光谱显示突然出现的尖锐的发射峰低于从第一激发电子子带的光跃迁的能量时,其占领。这种PL功能在磁场施加在平面内以及垂直于2DEG的行为表明自旋极化域的形成在激发子带与面内磁化。因为它也说明了在非弹性光散射谱中观察到的交换顶点校正的强烈增强,这种增强是由轻微占据的第一激发子带的自旋密度激发引起的。
2004-04-06 cond-mat.mes-hall
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。
2009-12-07 cond-mat.mes-hall
Spin Magnetotransport in a Two-Dimensional Electron System under quantum Hall regime and with Rashba spin-orbit effect
本文给出了一个计算二维电子系统(2DES)中磁导和整数量子霍尔效应(IQHE)的简单模型,其中自旋是系统中的另一个自由度。2DES被限制在一个量子阱(QW)沉浸在异质结构,其中Rashba自旋轨道相互作用存在。当外加磁场时,分析了自旋轨道相互作用和塞曼效应对2DES磁导的竞争。此外,该模型再现的情况下,两个子带被占用的量子阱。在这种情况下,与每个子带相关的不同自旋取向的2DES可以被独立地处理,假设整个系统是四个独立系统(两个子带加上每个子带中的两个2DES自旋系统)的和。该模型已被测试与实验结果从2DES中形成的InGaAs层的一个和两个子带。
2012-01-12 cond-mat.mes-hall
Microwave-resonance-induced magnetooscillations and vanishing resistance states in multisubband two-dimensional electron systems
本文描述了共振微波辐照下液氦表面多子带二维电子系统的直流磁导率,并利用自洽玻恩近似研究了负线性响应电导的新机制。考虑了两种散射体(蒸气原子和毛细波量子)。除了附近的点,其中子带间跃迁的激发频率与回旋频率相称的电导率调制预期,一个符号变化的校正的线性电导率示出出现通常的准弹性子带间散射,如果朗道能级的碰撞加宽是远远小于热能。衰变加热的电子系统附近的易磁化点导致磁振荡的电子温度,这被证明是增加的重要性的符号变化的校正。在较宽的温度和磁场范围内,计算得到的磁导率振荡的线形与实验观测结果吻合较好。
2011-04-05 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in GaAs wells: From one to two subbands
我们研究了GaAs量子阱中的Rashba和Dresselhaus自旋轨道(SO)耦合,阱宽范围为$w$,允许电子占据从一个子带过渡到两个子带。通过进行详细的泊松-薛定谔自洽计算,我们确定了所有子带内和子带间的Rashba($α_1$,$α_2$,$η$)和Dresselhaus($β_1$,$β_2$,$Γ$)耦合强度。对于仅占据一个子带的相对窄的孔,我们的结果与Koralek \emph{et al.} [Nature \bfs{48},610(2009)]的数据一致,即,Rashba耦合$α_1$基本上与$w$无关,这与线性Dresselhaus系数$β_1$的减小相反。当我们加宽阱使得第二子带也可以被填充时,我们观察到$α_2$减小而$α_1$增大,两者几乎与$w$成线性关系。有趣的是,我们发现在研究的参数范围内(即,非常不对称的井)$α_2$可以达到零并改变其符号,而$α_1$总是正的。在$w$的这种双占有状态中,$β_1$大部分是恒定的,而$β_2$随着$w$而降低(类似于单占有状态的$β_1$)。另一方面,子带间Rashba耦合强度$η$随着$w$而减小,而子带间Dresselhaus $Γ$几乎保持不变。我们还确定了持久的自旋螺旋对称点,在每个子带中的Rashba和重整化(由于立方校正)的线性Dresselhaus耦合是相等的,作为阱宽和掺杂不对称性的函数。我们的研究…
2015-02-05 cond-mat.mes-hall
Anomalous Carrier Lifetime Enhancement and Effective Mass Discontinuity Observed during Magnetic-field-induced Subband Depopulation in a Parabolic Quantum Well
在GaAs/AlGaAs抛物量子阱中,阱平面中的磁场会使子带减少。一个小的附加垂直场诱导Shubnikov-de-Haas(SdH)振荡,我们已经用来确定载流子密度,有效质量和寿命,thoughout的两个子带到一个子带的过渡。第一和第二子带中的载流子质量在第二子带的布居阈值附近相差50%。第二子带SdH寿命增强阈值附近,即使发病的两个子带运输增加样品电阻。
1997-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exchange instability of the two-dimensional electron gas in semiconductor quantum wells
当第一激发子带被电子占据时,在调制掺杂GaAs/AlGaAs单量子阱中形成的二维(2D)电子气经历一阶跃迁,因为费米能级通过施加直流电压被调谐成与激发子带共振。这种效果的直接证据是从低温光致发光光谱显示的子带间能量$E_{01}$突然重整化后的第一个激发子带的突然占领。密度泛函理论中的计算,其中处理的二维交换势{ \it确切},表明这种电子系统的化学不稳定性主要是由{ \it intersubband}项的交换库仑相互作用。从温度依赖的测量的存在下,在$T_c = 35\pm 5$ K的临界点推断。
2001-06-22 cond-mat.mes-hall
Effect of electron-electron scattering on magnetointersubband resistance oscillations of two-dimensional electrons in GaAs quantum wells
研究了具有AlAs/GaAs超晶格势垒的GaAs单量子阱中占据两个子带(能量分别为$E_1$和$E_2$)的二维电子的低温($4.2<T<12.5$ K)磁输运($B<2$ T).两个系列的Shubnikov-de Haas振荡被发现伴随着磁子带间(MIS)振荡,周期性的反磁场。MIS振荡的周期服从条件$Δ_{12}=(E_2-E_1)=k \cdot \hbar ω_c$,其中$Δ_{12}$是子带能量分离,$ω_c$是回旋频率,并且$k$是正整数。在$T$ =4.2 K时,直到$k$ =100时,振荡才显现出来。强的温度抑制的磁子带间振荡观察。我们表明,抑制是电子-电子散射的结果。我们的结果与最近的实验结果吻合得很好,表明对电子-电子相互作用的敏感性是磁阻振荡的基本性质,源于二阶Dingle因子。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall
Mode Spectroscopy and Level Coupling in Ballistic Electron Waveguides
利用磁输运实验研究了一种横向均占据模的可调谐量子点接触。我们使用一维子带的电导量子化作为工具来确定模式谱。沿电流方向施加的磁场耦合模式。这可以通过达尔文-福克模型的扩展来描述。反交叉观察到的磁场的函数,但不是零场或垂直场方向,表示耦合的子带由于非抛物线的电约束。
1999-02-09 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance of Si(001) MOSFETs with high concentration of electrons
本文对高迁移率Si(001)样品的反型层中的电子输运进行了实验研究。第二个系列的振荡,观察到除了主要系列的舒布尼科夫-德哈斯振荡,暂时归因于占领的一个子带与$E_{0'}$水平。此外,在高载流子浓度下,伴随着新的振荡,一个强大的负磁阻和霍尔电阻的非线性场依赖性。2D电子层的加热导致所观察到的异常的抑制。
2003-06-12 cond-mat.mes-hall
Signatures of an annular Fermi sea
我们报告Shubnikov-de Haas振荡测量揭示了一个环形费米海的实验签名,该费米海在宽GaAs量子阱中限制的二维空穴的激发子带的能带边缘附近发展。当我们增加空穴密度时,当费米能级到达激发子带边缘时,低场磁阻迹线显示出在意外的大频率下突然出现新的振荡,其值$\textit{not}$对应于激发子带中的空穴密度(可忽略)。也有一个急剧的和显着的增加,零场电阻附近的子带占领的发病。指导下的数值能量色散计算,我们将这些意见与不寻常的形状的激发子带色散的结果在一个“环的极值”在有限的波矢量和环形费米海。这种色散和费米海长期以来一直被期望从能带计算中具有强自旋轨道相互作用的系统,但它们的实验特征一直难以捉摸。
2016-07-06 cond-mat.mes-hall
Infrared absorption in a quantum wire in the presence of spin-orbit coupling: a technique to measure different types of spin-orbit interaction strengths
我们发现,由于在门控量子线的子带间跃迁的主吸收峰,有两个被占用的子带,将分裂成一个主峰和两个卫星峰,如果Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用存在。一个卫星峰将红移,另一个将蓝移。从任一卫星峰的相对强度,以及红移或蓝移的幅度,我们可以分别确定Rashba和Dresselhaus相互作用强度,如果我们还进行霍尔测量以确定载流子浓度和量化电导阶跃测量以确定子带之间的能量分离。这种方法可能是一个方便的替代通常的磁输运测量用于测量自旋轨道相互作用强度。它也更强大,因为它允许我们分别测量两种类型的相互作用的强度。
2006-03-19 cond-mat.mes-hall
Optical realization of magneto-intersubband oscillations
本文在GaAs双子带量子阱中实现磁子带间振荡的光学观测,验证了结合直流振荡与MIRO的简化理论模型,并发现光电阻对圆偏振符号敏感。
2024-02-09 cond-mat.mes-hall
Nonlinear AC and DC Conductivities in a Two-Subband n-GaAs/AlAs Heterostructure
在宽磁场范围内研究了具有两个填充尺寸量子化能级的n-GaAs/AlAs异质结的直流和交流电导率。这种异质结构的电子光谱的特征在于由带隙$Δ_{12}=15.5$ meV分开的两个子带(对称$S$和反对称$AS$)。结果表明,在线性制度下,在施加的磁场$B >3$ T,系统表现出相应的整数量子霍尔效应的振荡。一个相当复杂的模式,这样的振荡很好地解释在朗道水平之间的过渡有关的不同的子带。在$B <1$ T处,观察到磁子带间电阻振荡(MISOs)。在整数量子霍尔效应中,电导率随流过样品的电流的增加或表面声波(SAW)强度的增加由电子气温度的增加决定。在子带间跃迁的情况下,发现非线性不能用加热来解释。同时,随着SAW电场的增加,AC电导率的减小与频率无关,但相应的行为与DC电导率对霍尔电压$E_y$的依赖性不一致。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall
Strain-induced Fermi contour anisotropy of GaAs 2D holes
我们测量了GaAs(311)A二维空穴中由正方形反点阵列引起的磁阻可伸缩性峰随面内应变的变化。这些数据直接探测了由于自旋-轨道相互作用和应变而分裂的两个自旋子带的费米轮廓的形状。实验结果与精确能带计算的预测定量一致,并揭示了大多数自旋子带具有严重扭曲的费米轮廓,其各向异性可以随应变而调整。
2008-01-20 cond-mat.mes-hall
Acceleration Theorem for Low-Dimensional Electron Systems with Off-Diagonal Effective Mass Components
本文利用Krieger-Iafrate理论研究了具有非对角有效质量的低维电子系统在均匀电场下的运动,发现ODEM会引起子带间跃迁,并证明在弱限制极限下其输运性质趋近于非量子化情形。
2025-06-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
When are the $q/3$ fractional quantum Hall states stable?
在宽GaAs量子阱中,我们可以调整费米能级($E_F$)位于两个占据的电子子带的不同朗道能级的磁输运测量揭示了在$ν$ = 10/3,11/3,13/3,14/3,16/3和17/3的分数量子霍尔态的出现和消失的显着模式。数据提供了直接的证据,$q/3$状态是稳定和强大的,即使在这样高的填充,只要$E_F$位于基态(N=0)朗道水平的两个电子子带,无论该水平属于对称或反对称的子带。显然,反对称子带的面外方向上的节点不会使$q/3$分数态不稳定。另一方面,当$E_F$位于任一子带的激发($N>0$)朗道能级时,面内方向上的波函数节点削弱或完全使$q/3$分数量子霍尔态不稳定。我们的数据还表明,$q/3$态保持稳定非常接近的两个朗道能级属于两个子带的交叉点,特别是如果水平有平行的自旋。
2011-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Novel critical field in magneto-resistance oscillation of 2DEG in asymmetric GaAs/AlGaAs double wells measured as a function of the in-plane magnetic field
我们研究了在标准异质结的GaAs缓冲区中,由远离界面生长的薄AlGaAs势垒形成的强非对称双阱结构的磁阻。在平行于电子层取向的磁场中,磁阻表现出与较高占据子带的减少以及与场诱导过渡到去耦双层相关联的振荡。此外,增加的场将电子从三角形阱转移到矩形阱,并且在足够高的场值下,三角形阱被清空。因此,电子系统变成单层,这导致电子态密度的急剧阶跃和磁阻曲线的附加最小值。
2001-06-21 cond-mat.mes-hall
Spin and charge distribution symmetry dependence of stripe phases in two-dimensional electron systems confined to wide quantum wells
在清洁的二维电子系统局限于宽GaAs量子阱中,其中两个电子子带被占用的测量揭示了一个意想不到的旋转的条纹相观察到在半填充朗道水平的取向。值得注意的是,重新取向是敏感的自旋的半满朗道能级和量子阱中的电荷分布的对称性。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect due to intersubband-induced spin-orbit interaction in symmetric quantum wells
研究了具有两个子带的量子阱中二维电子气的内禀自旋霍尔效应,其中存在一种新的子带间诱导的自旋轨道耦合。体自旋霍尔电导率$σ^z_{xy}$计算在弹道极限内的标准Kubo形式主义中存在的磁场$B$,并发现保持有限的B=0的限制,只要只有最低的子带被占用。我们计算的$σ^z_{xy}$表现出非单调的行为,并可以改变其符号的费米能量(载流子面密度$n_{2D}$)的子带边缘之间的变化。通过对子带间自旋-轨道耦合的自洽计算,我们确定了实际InSb量子阱中$σ^z_{xy}$的大小。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reflection of Electrons during Tunneling and an Intersubband Polaron in the 2D Electron System of a Delta-Layer in GaAs
研究了Al- $δ$ -GaAs结构,其中观察到近表面δ掺杂层的二维电子系统的一个或多个子带的隧穿。观察到LO声子发射阈值处的电子反射。当一个新的子带参与隧穿过程时,以及当具有LO声子发射的二维系统中的电子的子带间跃迁被添加到单个子带内的非弹性隧穿时,这种现象发生。结果表明,在子带间极化子共振的条件下,反射过程占主导地位,在隧道进入δ层。然而,如果发生从δ层的隧穿,则当两个子带被占用时观察到反射过程。
2020-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Resonant spin Hall and Nernst effect in a nanoribbon of a spin-orbit coupled electronic system
Jamia Millia Islamia(贾米阿·米利娅·伊斯兰大学);Indian Institute of Technology-Kanpur(坎普尔印度理工学院)
研究二维电子系统中自旋霍尔效应,发现自旋简并点和反交叉点导致自旋霍尔系数共振,无需外部扰动,同时验证了能斯特效应在这些点的峰值与低温下的Mott关系一致。
2026-03-17 cond-mat.mes-hall
Shubnikov-de Haas-like Quantum Oscillations in Artificial One-Dimensional LaAlO3/SrTiO3 Electron Channels
广泛报道的LaAlO 3/SrTiO 3异质结构的磁阻振荡总是归因于Shubnikov-de Haas(SdH)效应,尽管与低场霍尔电阻测量明显不一致。在这里,我们报告的准一维电子波导中创建的导电原子力显微镜光刻在LaAlO 3/SrTiO 3界面的类SdH电阻振荡。这些振荡可以直接归因于磁电子带的磁减布居。我们的研究结果表明,在二维SrTiO 3基系统的SdH振荡可能源于自然形成的准一维通道。
2018-01-21 cond-mat.mes-hall
Gapped Phases of Quantum Wires
我们研究了两个子带量子线的可能的非平凡相位。研究发现,子带间和子带内的相互作用可以驱动导线的电子系统进入带隙状态。如果两个子带中的标称电子密度彼此足够接近,则主要的不稳定性是子带间电荷密度波(CDW)。对于较大的密度不平衡,子带间库珀沟道的相互作用可能导致超导不稳定性。总电荷密度模式决定了理想导线的电导,它始终保持无间隙,这使得两端电导的普适值为每个子带2e^2/h。相反,在大部分的线的隧道态密度(DOS)获得一个硬的差距,以上的DOS有一个非普适的奇异性。这种奇异性是弱于平方根发散特性的非相互作用的准粒子附近的间隙边缘由于“打扮”的大规模模式的无间隙的总电荷密度模式。由于边缘引入CDW顺序的挫折,用于隧穿到CDW间隙状态中的导线末端的DOS保留了幂律行为。这项工作涉及到大量的文献耦合一维系统,最重要的是,两条腿哈伯德梯子。只要有可能,我们给其他作者的重要结果的推导,通过我们的研究背景。
1999-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetoresistance and electronic structure of asymmetric GaAs/AlGaAs double quantum wells in the in-plane/tilted magnetic field
用磁输运测量方法研究了在标准异质结GaAs缓冲层中薄势垒形成的双层二维电子系统。在平行于电子层取向的磁场中,磁阻表现出与较高占据子带的减少和场诱导过渡到去耦双层相关联的振荡。Shubnikov-de Haas振荡在稍微倾斜的磁场中允许重建作为面内磁场的函数的各个子带中的电子浓度的演变。实验得出的系统的特性与电子结构的数值自洽场计算定量一致。
2000-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit interactions mediated negative differential resistance in a quasi-two-dimensional electron gas with finite thickness
本文研究了在抛物型横向约束势作用下,有限厚度结构反转和体反转非对称准二维结构中自旋轨道相互作用对能谱、费米面和自旋动力学的影响。本文精确地数值求解了面内磁场存在下的单粒子量子力学问题。自旋-轨道相互作用、面内磁场的轨道效应和塞曼效应的相互作用产生了多谷子带结构,这是实现耿氏效应的典型结构。一个可能的耿氏效应介导的自旋积累进行了讨论。
2011-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interference oscillations of microwave photoresistance in double quantum wells
在微波辐照下,我们观察到双量子阱中的振荡磁电阻效应。结果解释的子带耦合的电子分布函数的依赖于频率的光致部分的影响。因此,磁电阻表现出磁子带间振荡和常规微波感应电阻振荡的干扰。
2008-09-29 cond-mat.mes-hall
Photon-induced vanishing of magnetoconductance in 2D electrons on liquid He
报道了垂直磁场作用下氦表面态电子的光抽运输运现象。电子动力学是由光子诱导的激发和散射介导的电子子带之间的跃迁。在一定范围的磁场中,我们观察到纵向电导率σ_xx消失。我们的结果表明在非简并的二维电子系统中存在辐射诱导的零电阻态。
2010-09-17 cond-mat.mes-hall
Microwave-Induced Oscillations in the Magnetocapacitance: Direct Evidence for Non-equilibrium Occupation of Electronic States
在二维电子系统中,微波辐射可以引起巨电阻振荡。它们的起源一直有争议,并援引了许多基于非常不同的物理现象的机制。然而,它们中没有一个是明确的实验确定的,因为它们在运输研究中产生类似的影响。两个子带系统的电容对电子在能态上的重新分布很敏感,因为它需要垂直于平面的电子电荷的移位。在这样的系统中,微波诱导的磁电容振荡已被观察到。它们只能用电子分布函数来解释,电子分布函数由于朗道量子化而随能量振荡,朗道量子化是为电阻振荡提出的量子机制之一。
2016-09-05 cond-mat.mes-hall
Conductance of Interacting Quasi-One-Dimensional Electron Gas with a Scatterer
考虑电子间的相互作用,我们计算了势垒存在时具有两个占据子带的量子线的电导。我们扩展的重正化群方程的散射矩阵的障碍子带间的相互作用的情况下,找到它的不动点,并调查其稳定性。取决于相互作用参数,电导可以等于0、$e^2/h$或$2e^2/h$/自旋投影。在某些参数范围内,两个稳定的不动点可能共存,因此最终电导取决于裸势垒的性质。对于自旋电子,导线的电导可能非单调地依赖于费米能级和温度。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall
Quantum to Classical Transition of the Charge Relaxation Resistance of a Mesoscopic Capacitor
我们提出了一个分析的影响失相的单通道电荷弛豫电阻的介观电容器在线性低频制度。该电容器由一个腔体组成,该腔体通过量子点接触连接到一个电子库,并库仑耦合到一个栅极。电容器处于垂直高磁场中,使得仅一个(自旋极化的)边缘状态(部分地)传输通过接触。在相干极限下,单个沟道接触的电荷弛豫电阻与接触的传输概率无关,并且由半个电阻量子给出。通过在导体上附加一个虚拟的探针来模拟导体中的相干性损失,该探针不吸收净电流。在非相干极限下,可以预期电荷弛豫电阻与量子点接触的传输概率成反比。然而,这样的两个终端的结果需要散射是在两个电子库,提供完全的非弹性弛豫。我们发现,在腔中的一个单一的边缘状态的退相是不足以产生界面电阻。因此,电荷弛豫电阻由一个恒定界面电阻和(原始)Landauer电阻之和给出。由于腔中许多占据态的能量平均,在高温区得到了相同的结果。只有对于大量的开放的退相通道,描述空间均匀的腔中的退相,我们恢复的两端电阻,这是成反比的QPC的传输概率。我们比较了不同的失相模型,并讨论了我们的结果最近的实验的关系。
2007-09-25 cond-mat.mes-hall
Quantization of Hall Resistance at the Metallic Interface between an Oxide Insulator and SrTiO$_{3}$
在氧化物绝缘体和SrTiO 3之间的界面处形成的二维金属为氧化物电子学提供了新的机会。然而,量子霍尔效应,其中一个最迷人的效果,电子限制在两个维度,仍然在这些复杂的氧化物异质界面探索不足。在这里,我们报告的调制掺杂的非晶LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$异质结构的基础上,SrTiO 3异质界面中的量子化霍尔电阻的实验观察,它具有高电子迁移率超过10000厘米$^{2}$ /Vs和低载流子密度的顺序为~10 $^{12}$ cm $^{-2}$。随着明确的Shubnikov-de Haas振荡,量子化霍尔电阻的间距表明,界面是由一个量子阱与10个平行的导电二维子带。这为导电氧化物界面的电子结构提供了新的见解,并代表了设计和理解先进氧化物器件的重要一步。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RKKY interaction induced by two-dimensional hole gases
我们解析计算的RKKY范围函数诱导的二维(2D)空穴气体。体价带包括重空穴(HH)和轻空穴(LH)态,它们的动力学由我们采用的Luttinger哈密顿量作为我们的框架。我们表明,即使是最低的HH-样子带被占用的情况下,所得到的形式的RKKY功能可以是非常不同的相比,一个二维电子气。自旋磁化率张量的计算公式揭示了HH-LH混合的重要影响,它不仅在面内分量之间,而且在面内分量和垂直于量子阱的分量之间都产生了大的各向异性.
2013-08-13 cond-mat.mes-hall
Positive and negative Coulomb drag in vertically integrated one-dimensional quantum wires
随着电路尺寸缩小到纳米级,或者采用碳纳米管、纳米线和门控高迁移率2D电子系统等降维导体,导线中和导线之间的电子相互作用变得越来越复杂和重要。这是因为在这些系统中,单个载流子的长程库仑势的屏蔽被削弱,这可能导致诸如库仑阻力的现象:一条导线中的电流仅通过库仑相互作用在第二条导线中感应电压。先前的实验已经观察到由软静电势垒$\gtrsim$ 80 nm分开的导线中的电子拖曳。在这里,我们测量由$\sim$ 15 nm分开的相邻垂直量子线之间的正和负阻力,并具有独立的接触,这使得它们的电子密度可以独立地调节。我们绘制出的阻力信号与电子子带的数量占据在每根导线,并解释的动量转移和电荷波动诱导的运输模型的结果。对于子带占有率显著不同的导线,正拖曳效应可以大到25%。
2012-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-dimensional electron gas in a modulation-doped SrTiO3/Sr(Ti,Zr)O3 heterostructure
通过将未掺杂的SrTiO 3与用La掺杂的n型的宽带隙材料SrTi 1-xZrxO 3界面化,经由调制掺杂在SrTiO 3中产生二维电子气(2DEG)。所有层都是使用混合分子束外延生长的。使用磁阻测量,我们表明,电子被转移到SrTiO 3,并形成2DEG。特别是,Shubnikov-de Haas振荡示出仅依赖于垂直的磁场。实验Shubnikov-de Haas振荡进行了比较,假设多个占用子带的计算。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of spin relaxation anisotropy during drift transport in a two-dimensional electron gas
研究了GaAs宽量子阱中二维电子气的自旋弛豫。最近,扩散运动对自旋弛豫各向异性的控制在D。Iizasa等人,arXiv:2006.08253(2020)。在这里,我们展示了电子控制的漂移运输系统中的两个子带占用。利用时间分辨克尔旋转研究了面内电压和栅电压的组合效应。测量的弛豫时间相对于输运方向呈现出较强的各向异性。对于沿$\left[110\right]$的面内加速电场,无论施加的栅极电压如何,寿命都被强烈抑制。值得注意的是,对于沿$\left[1\bar{1}0\right]$的输运,数据显示自旋寿命依赖于栅极并且比在$\left[110\right]$方向上更长,而与面内电压无关。在协议中,各向异性的自旋进动频率的独立结果也被提出。然而,在数据中看到的长自旋寿命、强各向异性和漂移响应超出了现有的自旋漂移和扩散模型。
2020-08-31 cond-mat.mes-hall
Coulombic effects on magnetoconductivity oscillations induced by microwave excitation in multisubband two-dimensional electron systems
本文发展了一个考虑电子间强库仑相互作用的多子带二维电子系统光电导磁振荡理论。在磁场垂直取向的情况下,波动源的内部电场引起电子轨道中心的快速漂移速度,从而影响子带间散射和光电导的概率。对于在液氦表面形成的电子系统,内力抑制了磁振荡的幅度,并改变了在高辐射功率下零电阻状态下磁导率极小值的位置.
2012-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
The role of Rashba spin-orbit induced spin textures in the anomalous Josephson effect
该研究通过理论推导与数值验证,揭示了二维Rashba自旋轨道相互作用混合横向子带自旋产生自旋不对称,进而在外磁场下引发约瑟夫森电流反常相移的机制,且相移与磁场、自旋轨道强度均线性相关。
2024-03-08 cond-mat.mes-hall