- PII
- 10.31857/S0044451024040114-1
- DOI
- 10.31857/S0044451024040114
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 165 / Issue number 4
- Pages
- 572-580
- Abstract
- Экспериментально исследуются низкотемпературные проводящие свойства пространственномодулированного двумерного газа в структуре металл–оксид–полупроводник (кремний) с двумя затворами, независимо управляющими концентрацией в двумерном газе и периодическом массиве круглых островков. Показано, что исследуемая система представляет собой перестраиваемый двумерный метаматериал с диффузным транспортом и макроскопической модуляцией. Выявлено несколько эффектов в зависимостях коэффициента Холла данного метаматериала от магнитного поля и напряжений на затворах, а также в осцилляциях Шубникова – де Гааза. В умеренных магнитных полях порядка 1 Tл концентрация носителей, полученная из эффекта Холла, демонстрирует, казалось бы, нелогичное немонотонное поведение в зависимости от напряжения на затворе. Это поведение, однако, может быть качественно описано с помощью теории среднего поля для эффективной среды. В малых магнитных полях возникает сильнейшая неожиданная нелинейность магнитополевой зависимости эффекта Холла, зависящая от температуры и напряжений на затворах, которая не может быть описана теорией эффективной среды в методе среднего поля. Мы считаем, что этот эффект может быть связан с явлением слабой локализации и вызван перераспределением тока в неоднородной среде. В квантованном магнитном поле наблюдается необычное расщепление минимума удельного сопротивления Шубникова – де Гааза. Приведенные результаты должны стимулировать дальнейшие исследования перестраиваемых модулированных двумерных систем.
- Keywords
- Date of publication
- 01.04.2024
- Year of publication
- 2024
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 56
References
- 1. D. Weiss, M. L. Roukes, A. Menschig et al., Phys. Rev. Lett. 66, 2790 (1991).
- 2. D. Weiss, K. Richter, A. Menschig et al., Phys. Rev. Lett. 70, 4118 (1993).
- 3. D. A. Kozlov, Z. D. Kvon, A. E. Plotnikov et al., JETP Lett. 89, 80 (2009).
- 4. K. Tsukagoshi, S. Wakayama, K. Oto et al., Phys. Rev. B 52, 8344 (1995).
- 5. A. Dorn, Th. Ihn, K. Ensslin et al., Phys. Rev. B 70, 205306 (2004).
- 6. G. M. Minkov, A. A. Sherstobitov, A. V. Germanenko, and O. E. Rut, Phys. Rev. B 78, 195319 (2008).
- 7. N. E. Staley, N. Ray, M. A. Kastner et al., Phys. Rev. B 90, 195443 (2014).
- 8. S. Goswami, M. A. Aamir, C. Siegert et al., Phys. Rev. B 85, 075427 (2012).
- 9. V. A. Tkachenko, O. A. Tkachenko, G. M. Minkov, and A. A. Sherstobitov, JETP Lett. 104, 473 (2016).
- 10. F. Nihey, S. W. Hwang and K. Nakamura, Phys. Rev. B 51, 4649 (1995).
- 11. Y. Iye, M. Ueki, A. Endo, and S. Katsumoto, J. Phys. Soc. Jpn. 73, 3370 (2004).
- 12. R. Yagi, M. Shimomura, F. Tahara et al., J. Phys. Soc. Jpn. 81, 063707 (2012).
- 13. Zh. Han, A. Allain, H. Arjmandi-Tash et al., Nat. Phys. 10, 380 (2014).
- 14. H. Maier, J. Ziegler, R. Fischer et al., Nat. Comm. 8, 2023 (2017).
- 15. C. R. Dean, L. Wang, P. Maher et al., Nature 497, 598 (2013).
- 16. Y. Cao, V. Fatemi, A. Demir et al., Nature 556, 80 (2018).
- 17. Y. Cao, V. Fatemi, Sh. Fang et al., Nature 556, 43 (2018).
- 18. A. Yu. Kuntsevich, A. V. Shupletsov, and M. S. Nunuparov, Phys. Rev. B 93, 205407 (2016).
- 19. M. L. Roukes, A. Scherer, S. J. Allen et al., Phys. Rev. Lett. 59, 3011 (1987).
- 20. S. de Haan, A. Lorke, R. Hennig et al., Phys. Rev. B 60, 8845 (1999).
- 21. R. H. Bube, App. Phys. Lett. 13, 136 (1968).
- 22. J. Heleskivi and T. Salo, J. Appl. Phys. 43, 740 (1972).
- 23. C. J. Adkins, J. Phys. C: Sol. St. Phys. 12, 3389 (1979).
- 24. A. Yu. Kuntsevich, A. V. Shupletsov, and A. L. Rakhmanov, Phys. Rev. B 102, 155426 (2020).
- 25. B. Sanvee, J. Schluck, M. Cerchez et al., Phys. Rev. B 108, 035301 (2023).
- 26. B. Abeles, P. Sheng, M. D. Coutts, and Y. Arie, Adv. in Phys. 24, 407 (1975).
- 27. Ts. Ando, A. B. Fowler, and F. Stern, Rev. Mod. Phys. 54, 437 (1982).
- 28. Л. Д. Ландау, Л. П. Питаевский, Е. М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, Физматлит, Москва (1992).
- 29. А. П. Виноградов, Электродинамика композитных материалов, URSS, Москва (2001).
- 30. A. Yu. Kuntsevich, L. A. Morgun, and V. M. Pudalov, Phys. Rev. B 87, 205406 (2013).
- 31. C. W. Beenakker and H. van Houten, Phys. Rev. Lett. 63, 1857 (1989).
- 32. H. Fukuyama, J. Phys. Soc. Jpn. 49, 644 (1980).
- 33. B. L. Altshuler, D. Khmel’nitzkii, A. I. Larkin, and P. A. Lee, Phys. Rev. B 22, 5142 (1980).
- 34. M. Rahimi, S. Anissimova, M. R. Sakr et al., Phys. Rev. Lett. 91, 116402 (2003).
- 35. G. M. Minkov, A. V. Germanenko, and I. V. Gornyi, Phys. Rev. B 70, 245423 (2004).
- 36. A. Isihara and L. Smrcka, J. Phys. C: Sol. St. Phys. 19, 6777 (1986).
- 37. M. M. Parish and P. B. Littlewood, Nature 426, 162 (2003).
- 38. V. M. Pudalov, JETP Lett. 116, 456 (2022)
