Обменное усиление g-фактора в двумерном электронном газе

• 1 слайд

  ИФМ РАН
  Обменное усиление g-фактора в двумерном электронном газе
  ИФМ РАН
  Криштопенко С.С.
  Образовательный семинар аспирантов и студентов
  11 ноября, ИФМ РАН, 2010
  

• 2 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Одноэлектронная задача в параболической зоне
  

• 3 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Методы измерения g-фактора в 2D электронном газе
  Магнитооптические
  методы
  Магнитотранспортные
  методы
  Электронный спиновый резонанс
  Циклотронные возбуждения с переворотом спина
  

• 4 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Обменное усиление g-фактора в 2D электронном газе
  

• 5 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Обменное усиление g-фактора в 2D электронном газе
  

• 6 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  2D электронный газ в КЯ InAs возникает вследствие ионизации доноров на поверхности покрывающего слоя GaSb и глубоких доноров в барьерах AlSb, что приводит к возникновению встроенного электрического поля. Пунктирной линией показано положение Г-долины в зоне проводимости AlSb.
  Зонная структура номинально нелегированных образцов InAs /AlSb
  mC~0.03m0
  m~9.105 см2/В.с
  

• 7 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Мотивации для теоретического исследования обменного усиления g-фактора в гетероструктурах InAs/AlSb
  

• 8 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Осцилляции g-фактора 2D электронов в квантующих магнитных полях
  

• 9 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Приближение Хартри и модель Кейна
  
  0
  0
  D
  E
  G
  7v
  G
  8v
  G
  6c
  

• 10 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Учёт уширения уровней Ландау
  
  Энергия Ферми определяется из нормировки полной плотности состояний:
  

• 11 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Уровни Ландау и положение уровня Ферми в приближении Хартри
  
  

• 12 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Поправки, связанные с обменным взаимодействием
  
  Кулоновская функция Грина
  Экранировка в приближении Томаса-Ферми:
  

• 13 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Уровни Ландау квазичастиц и положение уровней Ферми в приближении Хартри-Фока
  
  

• 14 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Осцилляции g-фактора в КЯ InAs/AlSb от магнитного поля
  

• 15 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Обменное усиление g-фактора в 2D электронном газе в КЯ InAs/AlSb
  

• 16 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Сравнение с экспериментом в умеренных магнитных полях
  

• 17 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Сравнение с экспериментом в Phys. Rev. B 47, 13937 (1993).
  

• 18 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Основные результаты работы
  Впервые в рамках модели Кейна в «экранированном» приближении Хартри-Фока с учётом уширения уровней Ландау выполнены количественные расчёты обменного усиления g-фактора квазичастиц в КЯ AlSb/InAs/AlSb с непараболическим законом дисперсии в зоне проводимости.
  Впервые показано, что обменное взаимодействие, приводит к усилению g-фактора как при нечётных так и при чётных факторах заполнения уровней Ландау.
  Впервые продемонстрировано, что амплитуда и форма осцилляций усиленного g-фактора квазичастиц определяется не только электрон-электронным взаимодействием, но и величиной уширения уровней Ландау вследствие случайного потенциала.
  

• 19 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Спектр и циклотронная масса в модели прямоугольной КЯ AlSb/InAs/AlSb.
  

• 20 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Учёт электрон - электронного взаимодействия
  =
  G 
  +
  S
  Задача о нахождении кулоновской функции Грина в плоскослоистой среде
  +
  =
  S 
  S
  +
  +
  …
  +
  +
  +
  +
  +
  =
  

• 21 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Восьмизонный гамильтониан Кейна
  Гетероструктуры InAs/AlSb выращиваются на плоскости (001), при росте на этой плоскости тензор деформации может иметь только три отличные от нуля компоненты: eXX=eYY, eZZ. Оси x, y, z направлены вдоль [100], [010], [001] соответственно.
  

• 22 слайд

  ИФМ РАН
  ИФМ РАН
  Поправки, связанные с обменным взаимодействием
  
  Кулоновская функция Грина
  Кулоновская функция Грина