Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле
Изучен отклик неравновесной двумерной электронной системы на постоянное измерительное электрическое поле в случае, когда система выведена из равновесия переменным магнитным СВЧ полем, которое приводит к комбинированным переходам с участием спин-орбитального взаимодействия. Показано, что такое возмущ...
Збережено в:
Дата: | 2007 |
---|---|
Автори: | , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2007
|
Назва видання: | Физика низких температур |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127530 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле / И.И. Ляпилин, А.Е. Патраков // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 2-3. — С. 187-193. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-127530 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1275302017-12-24T03:03:04Z Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле Ляпилин, И.И. Патраков, А.Е. Электронные свойства низкоразмерных систем Изучен отклик неравновесной двумерной электронной системы на постоянное измерительное электрическое поле в случае, когда система выведена из равновесия переменным магнитным СВЧ полем, которое приводит к комбинированным переходам с участием спин-орбитального взаимодействия. Показано, что такое возмущение электронной системы вызывает новые осцилляции диагональных компонент тензора проводимости, зависящие от отношения частоты излучения к циклотронной частоте. Вивчено відгук нерівноважної двовимірної електронної системи на постійне вимірювальне електричне поле у випадку, коли систему виведено з рівноваги змінним магнітним НВЧ полем, що призводить до комбінованих переходів за участю спін-орбітальної взаємодії. Показано, що таке збурення електронної системи викликає нові осциляції діагональних компонент тензора провідності, що залежать від відношення частоти випромінювання до циклотронної частоти. he response of a two-dimensional electron system to a DC measurement electric field has been investigated in the case where the system is disturbed from the equilibrium by magnetic microwave field that leads to combined transitions involving the spin—orbit interaction. It is shown that the electron system perturbation gives rise to new oscillations of the diagonal components of the conductivity tensor controlled by the ratio of between radiation and cyclotron frequencies. 2007 Article Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле / И.И. Ляпилин, А.Е. Патраков // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 2-3. — С. 187-193. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 73.23.–b, 73.50.Pz http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127530 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Электронные свойства низкоразмерных систем Электронные свойства низкоразмерных систем |
spellingShingle |
Электронные свойства низкоразмерных систем Электронные свойства низкоразмерных систем Ляпилин, И.И. Патраков, А.Е. Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле Физика низких температур |
description |
Изучен отклик неравновесной двумерной электронной системы на постоянное измерительное электрическое поле в случае, когда система выведена из равновесия переменным магнитным СВЧ полем, которое приводит к комбинированным переходам с участием спин-орбитального взаимодействия. Показано, что такое возмущение электронной системы вызывает новые
осцилляции диагональных компонент тензора проводимости, зависящие от отношения частоты
излучения к циклотронной частоте. |
format |
Article |
author |
Ляпилин, И.И. Патраков, А.Е. |
author_facet |
Ляпилин, И.И. Патраков, А.Е. |
author_sort |
Ляпилин, И.И. |
title |
Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле |
title_short |
Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле |
title_full |
Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле |
title_fullStr |
Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле |
title_full_unstemmed |
Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле |
title_sort |
осцилляции фотопроводимости двумерной системы рашбы в переменном магнитном поле |
publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
publishDate |
2007 |
topic_facet |
Электронные свойства низкоразмерных систем |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127530 |
citation_txt |
Осцилляции фотопроводимости двумерной системы Рашбы в переменном магнитном поле / И.И. Ляпилин, А.Е. Патраков // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 2-3. — С. 187-193. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
series |
Физика низких температур |
work_keys_str_mv |
AT lâpilinii oscillâciifotoprovodimostidvumernojsistemyrašbyvperemennommagnitnompole AT patrakovae oscillâciifotoprovodimostidvumernojsistemyrašbyvperemennommagnitnompole |
first_indexed |
2025-07-09T07:11:04Z |
last_indexed |
2025-07-09T07:11:04Z |
_version_ |
1837152407048421376 |
fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3, ñ. 187–193
Îñöèëëÿöèè ôîòîïðîâîäèìîñòè äâóìåðíîé ñèñòåìû
Ðàøáû â ïåðåìåííîì ìàãíèòíîì ïîëå
È.È. Ëÿïèëèí, À.Å. Ïàòðàêîâ
Èíñòèòóò ôèçèêè ìåòàëëîâ ÓðÎ ÐÀÍ, óë. Ñ. Êîâàëåâñêîé, ä. 18, ã. Åêàòåðèíáóðã, 620041, Ðîññèÿ
E-mail: Lyapilin@imp.uran.ru
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 14 àâãóñòà 2006 ã.
Èçó÷åí îòêëèê íåðàâíîâåñíîé äâóìåðíîé ýëåêòðîííîé ñèñòåìû íà ïîñòîÿííîå èçìåðèòåëü-
íîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå â ñëó÷àå, êîãäà ñèñòåìà âûâåäåíà èç ðàâíîâåñèÿ ïåðåìåííûì ìàãíèò-
íûì ÑÂ× ïîëåì, êîòîðîå ïðèâîäèò ê êîìáèíèðîâàííûì ïåðåõîäàì ñ ó÷àñòèåì ñïèí-îðáèòàëü-
íîãî âçàèìîäåéñòâèÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî òàêîå âîçìóùåíèå ýëåêòðîííîé ñèñòåìû âûçûâàåò íîâûå
îñöèëëÿöèè äèàãîíàëüíûõ êîìïîíåíò òåíçîðà ïðîâîäèìîñòè, çàâèñÿùèå îò îòíîøåíèÿ ÷àñòîòû
èçëó÷åíèÿ ê öèêëîòðîííîé ÷àñòîòå.
Âèâ÷åíî â³äãóê íåð³âíîâàæíî¿ äâîâèì³ðíî¿ åëåêòðîííî¿ ñèñòåìè íà ïîñò³éíå âèì³ðþâàëüíå
åëåêòðè÷íå ïîëå ó âèïàäêó, êîëè ñèñòåìó âèâåäåíî ç ð³âíîâàãè çì³ííèì ìàãí³òíèì ÍÂ× ïîëåì,
ùî ïðèçâîäèòü äî êîìá³íîâàíèõ ïåðåõîä³â çà ó÷àñòþ ñï³í-îðá³òàëüíî¿ âçàºìî䳿. Ïîêàçàíî, ùî
òàêå çáóðåííÿ åëåêòðîííî¿ ñèñòåìè âèêëèêຠíîâ³ îñöèëÿö³¿ ä³àãîíàëüíèõ êîìïîíåíò òåíçîðà
ïðîâ³äíîñò³, ùî çàëåæàòü â³ä â³äíîøåííÿ ÷àñòîòè âèïðîì³íþâàííÿ äî öèêëîòðîííî¿ ÷àñòîòè.
PACS: 73.23.–b Ýëåêòðîííûé òðàíñïîðò â ìåçîñêîïè÷åñêèõ ñèñòåìàõ;
73.50.Pz Ôîòîïðîâîäèìîñòü è ôîòîâîëüòàè÷åñêèå ýôôåêòû.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ôîòîïðîâîäèìîñòü, äâóìåðíûå ñèñòåìû.
1. Ââåäåíèå
 äâóìåðíûõ ýëåêòðîííûõ ñèñòåìàõ ñ âûñîêîé
(� 107 cì2/(·ñ)) ïîäâèæíîñòüþ ýëåêòðîíîâ ìàã-
íèòîñîïðîòèâëåíèå â «äîøóáíèêîâñêîì» èíòåðâàëå
ìàãíèòíûõ ïîëåé ïðîÿâëÿåò ñèëüíûå îñöèëëÿöèè â
ïðèñóòñòâèè ìèêðîâîëíîâîãî èçëó÷åíèÿ [1,2]. Ýòè
îñöèëëÿöèè âûçâàíû ïåðåõîäàìè ýëåêòðîíîâ ìåæäó
óðîâíÿìè Ëàíäàó ïîä äåéñòâèåì ýëåêòðè÷åñêîé
êîìïîíåíòû ìèêðîâîëíîâîãî èçëó÷åíèÿ.
Íàðÿäó ñ îñöèëëÿöèÿìè äèàãîíàëüíûõ êîìïî-
íåíò òåíçîðà ïðîâîäèìîñòè, ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëè
îáíàðóæåíû è áèåíèÿ [2], êîòîðûå íàáëþäàþòñÿ â
èíòåðâàëå áîëåå ñëàáûõ ìàãíèòíûõ ïîëåé. Òàêîãî
ðîäà áèåíèÿ ñâÿçûâàþò, êàê ïðàâèëî, ñ ïðîÿâëåíèÿ-
ìè âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó êèíåòè÷åñêèìè è ñïèíî-
âûìè ñòåïåíÿìè ñâîáîäû ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè.
Òàêèì âçàèìîäåéñòâèåì ÿâëÿåòñÿ ñïèí-îðáèòàëüíîå
âçàèìîäåéñòâèå (ÑÎÂ), êîòîðîå, êàê èçâåñòíî, ñëó-
æèò ïðè÷èíîé âîçíèêíîâåíèÿ ìíîãèõ ýôôåêòîâ â
êèíåòè÷åñêèõ ÿâëåíèÿõ, íàáëþäàþùèõñÿ â ýòèõ
ñèñòåìàõ. Ñðåäè íèõ, íàïðèìåð, áèåíèÿ îñöèëëÿöèé
Øóáíèêîâà—äå Ãààçà [3], ñïèíîâàÿ àêêóìóëÿöèÿ
[4], ìàãíèòîýëåêòðè÷åñêèé ýôôåêò [5] è äð. Ñïèí-
îðáèòàëüíîå âçàèìîäåéñòâèå ïðèâîäèò òàêæå ê âîç-
ìîæíîñòè ïåðåõîäîâ ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè â
ìàãíèòíîì ïîëå ìåæäó óðîâíÿìè Ëàíäàó íà ÷àñòî-
òàõ êîìáèíèðîâàííîãî ðåçîíàíñà (ÊÐ) [6], ïðè÷åì
òàêîãî ðîäà ïåðåõîäû âîçìîæíû â ïó÷íîñòè êàê
ýëåêòðè÷åñêîãî, òàê è ìàãíèòíîãî ïîëåé [7]. Íàêî-
íåö, ñïèíîâûå ñòåïåíè ñâîáîäû îòâåòñòâåííû çà ðà-
áîòó ñïèíîâîãî òðàíçèñòîðà, ñõåìû êîòîðîãî ðàñ-
ñìîòðåíû â [8]. Âñå ýòî îïðåäåëèëî ïîâûøåííûé
èíòåðåñ ê èññëåäîâàíèþ ÑÎÂ â ïîëóïðîâîäíèêîâûõ
äâóìåðíûõ ñòðóêòóðàõ.
Ñ öåëüþ èçó÷åíèÿ ñïèí-îðáèòàëüíîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ ïðåäñòàâëÿåòñÿ èíòåðåñíûì èññëåäîâàòü ìî-
äåëü, â êîòîðîé ðîëü ÑÎÂ äîëæíà ïðîÿâèòüñÿ íàè-
áîëåå ñèëüíî. Ïîñêîëüêó ÑÎÂ çàâèñèò êàê îò
òðàíñëÿöèîííûõ, òàê è ñïèíîâûõ ñòåïåíåé ñâîáîäû,
îíî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êàíàë, ïî êîòîðîìó ìîæåò
ïðîèñõîäèòü ïîãëîùåíèå ýíåðãèè (êàê ìàãíèòíîé,
òàê è ýëåêòðè÷åñêîé êîìïîíåíòû) ÑÂ× ïîëÿ, ïðèâî-
äÿ ê ðåçîíàíñíûì ïåðåõîäàì ýëåêòðîíîâ ìåæäó
© È.È. Ëÿïèëèí, À.Å. Ïàòðàêîâ, 2007
óðîâíÿìè Ëàíäàó. Â ñâÿçè ñ ýòèì ïðåäñòàâëÿåò èí-
òåðåñ èçó÷èòü îòêëèê íåðàâíîâåñíîé ýëåêòðîííîé
ñèñòåìû íà ïîñòîÿííîå èçìåðèòåëüíîå ïîëå â ñëó-
÷àå, êîãäà èñõîäíàÿ íåðàâíîâåñíîñòü ñîçäàåòñÿ ïå-
ðåìåííûì ìàãíèòíûì ÑÂ× ïîëåì, ïðèâîäÿùèì ê
êîìáèíèðîâàííûì ïåðåõîäàì. Èíòåðåñíî îïðåäå-
ëèòü, êàê òàêîå âîçìóùåíèå ýëåêòðîííîé ñèñòåìû
ñêàæåòñÿ íà êèíåòè÷åñêèõ êîýôôèöèåíòàõ, â ÷àñò-
íîñòè íà òåíçîðå ïðîâîäèìîñòè.
2. Ýôôåêòèâíûé ãàìèëüòîíèàí
Ðàññìîòðåííàÿ íàìè ìîäåëü âêëþ÷àåò âêëàäû îò
êâàíòîâàíèÿ Ëàíäàó è îò ìèêðîâîëíîâîãî èçëó÷å-
íèÿ (â äëèííîâîëíîâîì ïðåäåëå).  êà÷åñòâå èñòî÷-
íèêîâ ðàññåÿíèÿ íàìè ðàññìîòðåíû ïðèìåñíûå öåí-
òðû, ðàññåÿíèå íà êîòîðûõ ó÷èòûâàåòñÿ ïî òåîðèè
âîçìóùåíèé.
Ãàìèëüòîíèàí ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìû ñîñòî-
èò èç ãàìèëüòîíèàíîâ êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè H k,
çååìàíîâñêîé ýíåðãèè H s â ìàãíèòíîì ïîëå
H � ( , , )0 0 H , ñïèí-îðáèòàëüíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
H ks , âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåêòðîíîâ ñ ïåðåìåííûì ìàã-
íèòíûì è ïîñòîÿííûì ýëåêòðè÷åñêèì ïîëÿìè è ñ
ïðèìåñÿìè, à òàêæå ãàìèëüòîíèàíà ïðèìåñåé:
H( ) ( ) .t tk s ks eh ef v ev� � � � � � �H H H H H H H0
(1)
H k
j j
j
j
j
e/c
m m
�
�
�� �
[ ( ) ( )]p A r p2 2
2 2
,
(2)
H s s j
z
j
sS g H� ��� �� � �, 0 ,
Si
� è pi
� — êîìïîíåíòû îïåðàòîðà ñïèíà è êè-
íåòè÷åñêîãî èìïóëüñà i-ãî ýëåêòðîíà, ïðè÷åì
[ , ]p p i mi j ij c z
� �
��� � �� � � , �c e H/mc� | | — öèêëî-
òðîííàÿ ÷àñòîòà, à �0 — ìàãíåòîí Áîðà.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå îãðàíè÷èìñÿ ðàññìîòðåíèåì
ñëó÷àÿ, êîãäà ïåðåìåííîå è ïîñòîÿííîå ìàãíèòíûå
ïîëÿ ïàðàëëåëüíû äðóã äðóãó: H( ) ( , , ( ))t H tz� 0 0 . Â
ýòîì ñëó÷àå ãàìèëüòîíèàí âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåêòðî-
íîâ ñ ïåðåìåííûì ìàãíèòíûì ïîëåì èìååò âèä
H eh
z
j
z
j
t g H t S( ) ( ) .� ��0 (3)
Êîíêðåòèçèðóåì âèä H ks , ïîëàãàÿ, ÷òî ýòî —
âçàèìîäåéñòâèå Ðàøáû, êîòîðîå îòëè÷íî îò íóëÿ
óæå â ëèíåéíîì ïðèáëèæåíèè ïî ýëåêòðîííîìó èì-
ïóëüñó:
H ks zik j
i
j
j
k
j
j
j j jp S p
i
S p S p( ) ( )� � �� � � � � � �
2
,
S S iS p p ipx y x y� ��
�
, .
(4)
Çäåñü — êîíñòàíòà ÑÎÂ, � — ïîëíîñòüþ àíòè-
ñèììåòðè÷íûé òåíçîð Ëåâè—×èâèòà.
Ñïèí-îðáèòàëüíîå âçàèìîäåéñòâèå ïðèâîäèò ê
êîððåëÿöèè òðàíñëÿöèîííîãî è ñïèíîâîãî äâèæå-
íèé ýëåêòðîíà, ïîýòîìó ñïèíîâàÿ è êèíåòè÷åñêàÿ
ïîäñèñòåìû íå ÿâëÿþòñÿ õîðîøî îïðåäåëåííûìè.
Ïîñêîëüêó ÑÎÂ â îïðåäåëåííîì ñìûñëå ìàëo, ìîæ-
íî ïðîèçâåñòè çàâèñÿùåå îò èìïóëüñà êàíîíè÷åñêîå
ïðåîáðàçîâàíèå ãàìèëüòîíèàíà, óñòðàíÿþùåå âçàè-
ìîäåéñòâèå êèíåòè÷åñêèõ è ñïèíîâûõ ñòåïåíåé ñâî-
áîäû ýëåêòðîíîâ. Åñòåñòâåííî, ïðè ýòîì ïðåîáðàçó-
þòñÿ è âñå îñòàëüíûå ÷ëåíû ãàìèëüòîíèàíà,
îïèñûâàþùèå âçàèìîäåéñòâèå ýëåêòðîíîâ ñ ðåøåò-
êîé è âíåøíèìè ïîëÿìè, åñëè òàêîâûå èìåþòñÿ.
Èìåííî â ýòîì ñëó÷àå âîçíèêàåò ýôôåêòèâíîå âçàè-
ìîäåéñòâèå ýëåêòðîíîâ ñèñòåìû ñ âíåøíèìè ïîëÿ-
ìè, ïðèâîäÿùåå ê ðåçîíàíñíîìó ïîãëîùåíèþ ýíåð-
ãèè ïîëÿ íå òîëüêî íà ÷àñòîòå ïàðàìàãíèòíîãî
ðåçîíàíñà (ÏÐ) � s è öèêëîòðîííîãî ðåçîíàíñà
(ÖÐ)�c, íî è íà äðóãèõ ÷àñòîòàõ, ïðåäñòàâëÿþùèõ
ñîáîé ëèíåéíûå êîìáèíàöèè ÷àñòîò � s è �c. Êàëèá-
ðîâî÷íî-èíâàðèàíòíàÿ òåîðèÿ ÊÐ ðàçâèòà â ðàáî-
òàõ [9].
Ïîëàãàÿ ÑΠìàëûì, âûïîëíèì êàíîíè÷åñêîå
ïðåîáðàçîâàíèå ãàìèëüòîíèàíà. Ñ òî÷íîñòüþ äî ëè-
íåéíûõ ïî T p( ) ÷ëåíîâ èìååì:
~ [ ( ), ]( ) ( )H � � ��e eiT p iT p i T pH H H . (5)
Îïåðàòîð êàíîíè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ T p( ) îï-
ðåäåëèì èç óñëîâèÿ, ÷òî â ðåçóëüòàòå ïðåîáðàçîâà-
íèÿ ïîäñèñòåìû k è s áóäóò íåçàâèñèìûìè. Íåòðóä-
íî óáåäèòüñÿ, ÷òî ýòî òðåáîâàíèå óäîâëåòâîðÿåòñÿ,
åñëè ïîëîæèòü
T p S p S p
c s
j
j
j j j( )
( )
( )� �
�
�� � � ��
� �2�
. (6)
Êðèòåðèé ïðèìåíèìîñòè òåîðèè ñîñòîèò â òîì,
÷òî äëÿ õàðàêòåðíûõ çíà÷åíèé ýëåêòðîííîãî
èìïóëüñà p äîëæíî âûïîëíÿòüñÿ íåðàâåíñòâî
� �p c s�� ��( ).
Ïðåîáðàçîâàííûé ãàìèëüòîíèàí ñèñòåìû èìå-
åò âèä
~( ) ( )
[ ( ), ( ) ] ,
H t t
T p t
ef eh
eh ef ev
k
� � � �
� � �
�
H H H
H H H
H H
0
0
0
0 � � �H H Hs v ev .
(7)
Èñïîëüçóÿ ÿâíûé âèä îïåðàòîðà T p( ), íàéäåì ýô-
ôåêòèâíîå âçàèìîäåéñòâèå ýëåêòðîíîâ ñ ïåðåìåí-
íûì ìàãíèòíûì ïîëåì, îòâåòñòâåííîå çà êîìáèíè-
ðîâàííûå ïåðåõîäû:
188 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3
È.È. Ëÿïèëèí, À.Å. Ïàòðàêîâ
H Heh eh
s
c s
t i T p t
i
T T
, ( ) [ ( ), ( )]
( )
( ) cos
1
1
2
� � �
�
�
�� �
� �
�� t
T S p geH / m ci
i
i s
,
, ( ) ,�� � � �� �� 1 1 02
(8)
H1 — íàïðÿæåííîñòü ïåðåìåííîãî ëèíåéíî ïîëÿðè-
çîâàííîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ, èçìåíÿþùåãîñÿ ñ ÷àñ-
òîòîé � ïî çàêîíó êîñèíóñà.
Âçàèìîäåéñòâèå ñïèíîâûõ ñòåïåíåé ñâîáîäû
ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè ñ ïåðåìåííûì ìàãíèòíûì
ïîëåì H eh t( ) ïðèâîäèò ê ðåçîíàíñíûì ïåðåõîäàì
íà ÷àñòîòå � s .  òî æå âðåìÿ, êàê âèäíî èç ïðèâå-
äåííûõ âûøå ôîðìóë, ýôôåêòèâíîå âçàèìîäåéñò-
âèå H eh t, ( )1 ïðèâîäèò ê êîìáèíèðîâàííûì ïåðåõî-
äàì íà ÷àñòîòå � �c s� , â êîòîðûõ ó÷àñòâóþò êàê
êèíåòè÷åñêèå, òàê è ñïèíîâûå ñòåïåíè ñâîáîäû.
Ïîñêîëüêó â äàëüíåéøåì íàñ áóäåò èíòåðåñîâàòü
îòêëèê íåðàâíîâåñíîé ñèñòåìû íà èçìåðèòåëüíîå
ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, â êîòîðîì îïðåäåëÿþùèì ÿâëÿ-
åòñÿ âêëàä, îáóñëîâëåííûé êèíåòè÷åñêèìè ñòåïå-
íÿìè ñâîáîäû, òî ïðè äàëüíåéøåì ðàññìîòðåíèè
îãðàíè÷èìñÿ ó÷åòîì òîëüêî ýôôåêòèâíîãî âçàèìî-
äåéñòâèÿ.
ßâíàÿ çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîãî âçàèìîäåéñò-
âèÿ H eh t, ( )1 îò âðåìåíè ïðèâîäèò ê òåõíè÷åñêèì
òðóäíîñòÿì ïðè âû÷èñëåíèè íåðàâíîâåñíîãî îòêëè-
êà ýëåêòðîííîé ñèñòåìû íà èçìåðèòåëüíîå ýëåêòðè-
÷åñêîå ïîëå. Öåëåñîîáðàçíî ïðîâåñòè åùå îäíî
êàíîíè÷åñêîå ïðåîáðàçîâàíèå (Ïðèëîæåíèå 1), óñò-
ðàíÿþùåå âçàèìîäåéñòâèå H eh t, ( )1 è ïåðåíîðìè-
ðóþùåå ãàìèëüòîíèàí ýëåêòðîí-ïðèìåñíîãî âçàèìî-
äåéñòâèÿ (Ïðèëîæåíèå 2), êîòîðûé ïðè ýòîì
ïðèîáðåòàåò âðåìåííóþ çàâèñèìîñòü.  êàíîíè÷å-
ñêè ïðåîáðàçîâàííîé ñèñòåìå ïðèìåñè äåéñòâóþò
êàê êîãåðåíòíîå îñöèëëèðóþùåå ïîëå, ïðèâîäÿùåå
ê ðåçîíàíñíûì ïåðåõîäàì.
3. Íåðàâíîâåñíûé îòêëèê
Áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî èñõîäíàÿ íåðàâíîâåñíîñòü
ñèñòåìû ñîçäàíà âñëåäñòâèå ïîãëîùåíèÿ ÑÂ× èçëó-
÷åíèÿ è ìîæåò áûòü îïèñàíà ðàñïðåäåëåíèåì
( )t .
Åñëè íà ðàññìàòðèâàåìóþ ñèñòåìó äåéñòâóåò äî-
ïîëíèòåëüíîå âîçìóùåíèå (íàïðèìåð, ñëàáîå èçìå-
ðèòåëüíîå ïîëå), òî â ñèñòåìå áóäåò ñôîðìèðîâàíî
íîâîå íåðàâíîâåñíîå ñîñòîÿíèå, äëÿ îïèñàíèÿ êîòî-
ðîãî íåîáõîäèì ðàñøèðåííûé íàáîð áàçèñíûõ îïå-
ðàòîðîâ. Íîâîå íåðàâíîâåñíîå ðàñïðåäåëåíèå îïðå-
äåëèì íåðàâíîâåñíûì ñòàòèñòè÷åñêèì îïåðàòîðîì
( )t . Çàäà÷à çàêëþ÷àåòñÿ â íàõîæäåíèè îòêëèêà
íåðàâíîâåñíîé ñèñòåìû íà ñëàáîå èçìåðèòåëüíîå
ïîëå.
Íåðàâíîâåñíûé ñòàòèñòè÷åñêèé îïåðàòîð ÿâëÿåò-
ñÿ êâàçèèíâàðèàíòíîé ÷àñòüþ êâàçèðàâíîâåñíîãî
ñòàòèñòè÷åñêîãî îïåðàòîðà
q t( ), êîòîðûé èìååò âèä
q
S t
n
n
nt S t t P F t( ) , ( ) ( ) ( )( )� � �� ��e � , (9)
ãäå S t( ) — îïåðàòîð ýíòðîïèè, � — ôóíêöèîíàë
Ìàñüå—Ïëàíêà. Pn , F tn ( ) — íàáîð áàçèñíûõ îïå-
ðàòîðîâ è ñîïðÿæåííûõ ôóíêöèé, îïèñûâàþùèõ
íåðàâíîâåñíóþ ñèñòåìó.
Îïèñûâàÿ ñîñòîÿíèå íåðàâíîâåñíîé ñèñòåìû
ñðåäíèìè çíà÷åíèÿìè îïåðàòîðîâ H k, p, H s , N, H v
(N — îïåðàòîð ÷èñëà ýëåêòðîíîâ), äëÿ îïåðàòîðà
ýíòðîïèè ñèñòåìû ïîëó÷àåì
S t t t N
S S t
k k
s s v
( ) ( ) [ ( ) ]
( ) .
� � � � � �
� � � �
�
�
� �
� �
H
H H
V p
0 (10)
�S t tk( ) ( )� � � V p .
Çäåñü � k, � s , � �� � � mV /2 2, V, � — ïàðàìåòðû,
òåðìîäèíàìè÷åñêè ñîïðÿæåííûå ñðåäíèì çíà÷åíè-
ÿì ââåäåííûõ îïåðàòîðîâ, èìåþò ñìûñë îáðàòíûõ
ýôôåêòèâíûõ òåìïåðàòóð ïîäñèñòåì êèíåòè÷åñêèõ
è ñïèíîâûõ ñòåïåíåé ñâîáîäû ýëåêòðîíîâ, õèìè÷å-
ñêîãî ïîòåíöèàëà, äðåéôîâîé ñêîðîñòè è îáðàòíîé
ðàâíîâåñíîé òåìïåðàòóðû ðåøåòêè. Ââåäåíèå ýô-
ôåêòèâíûõ òåìïåðàòóð ïîçâîëÿåò ðàññìàòðèâàòü
ýôôåêòû «ðàçîãðåâà» ýëåêòðîííîé è ñïèíîâîé ïîä-
ñèñòåì ýëåêòðîíîâ âíåøíèìè ïîëÿìè.
Îïåðàòîð
( )t óäîâëåòâîðÿåò óðàâíåíèþ
�
�
� � � �
�
( )
[ ( ), ( )] [ ( ) ( )]
t
t i
t t t tq
1
�
H .(11)
Ëèíåéíûé àäìèòòàíñ, ñîîòâåòñòâóþùèé ïðîèçâîëü-
íîìó îïåðàòîðó B â ñëó÷àå âíåøíåé ãàðìîíè÷åñêîé
ñèëû ñ ÷àñòîòîé �1, ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå
� �
� �
BA
i t it L
t
dt
i
B A t t
( , )
{ [ , (( )
1
1
0
1
1 1 11
�
� � �
��
�� e Sp e
�
, )]} .0
(12)
4. Oáðàòíîå âðåìÿ ðåëàêñàöèè èìïóëüñà
Ñ÷èòàÿ òåìïåðàòóðû êèíåòè÷åñêîé è ñïèíîâîé
ïîäñèñòåì îäèíàêîâûìè, â áîðíîâñêîì ïðèáëèæå-
íèè ïî âçàèìîäåéñòâèþ ýëåêòðîíîâ ñ ðàññåèâàòåëÿ-
ìè äëÿ ÷àñòîòû ðåëàêñàöèè ïîëó÷àåì
Îñöèëëÿöèè ôîòîïðîâîäèìîñòè äâóìåðíîé ñèñòåìû Ðàøáû â ïåðåìåííîì ìàãíèòíîì ïîëå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3 189
� � � �1
2
1
1
0
1 1 2 2
0
1
1�
�
� � � � �� �
��
� �mn i
dt t dt t d A tRe ( ) ( ,
�
exp exp � t2) , (13)
� �A t t p t iL t t p t
v q v( , ) { � ( ) ( ) [ � (
(~) (~)�
1 2 0 1 2� � �� �Sp exp � � � �t t k s q1 2
1), ] } ,H H
p
i
p
v ev(~)
[ , ~ ]� ��
1
�
H ,
ãäå ñëåäóåò ïåðåéòè ê ïðåäåëó � � 0, �1 0� .
Ðàñêðîåì âûðàæåíèå (13), èñïîëüçóÿ ÿâíûé âèä ïåðåíîðìèðîâàííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåêòðîíîâ
ñ ïðèìåñÿìè ~
H ev , êîòîðûé ïðèâåäåí â Ïðèëîæåíèè 2. Ïîäñòàâëÿÿ ÿâíûé âèä ýëåêòðîí-ïðèìåñíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ è ïðîâîäÿ óñðåäíåíèå ïî ñèñòåìå ðàññåèâàòåëåé, ïîëó÷àåì
A t t V N
k ljj
i
s
c s
( , ) | (
( ) [(,
�
�
� � �
1 2
1
2
2
1
2
24
� �
�
��
��
q
q)|
c s
c s
j
k
q kl
il t t S
� �
� � �
� � �
� �
� � �
�
) ]
( )
( ) { e
2 2 2
4 2
1 2exp ( ) Sp xp ( ) ( )) [ exp ( ), ]'i iL t t S ij q j
k
j k sqr qrexp ( 0 1 2� � ��
�
H H
q
1� } . (14)
Ïåðåõîäÿ ê ïðåäñòàâëåíèþ âòîðè÷íîãî êâàíòîâàíèÿ è ïðîâîäÿ óñðåäíåíèå ôåðìè-îïåðàòîðîâ ïî
òåîðåìå Âèêà, èìååì
A t t V N
k l
i
s
c s
( , ) | (
( ) [(,
�
�
� � ��
1 2
1
2
2
1
2
216
� �
�
�
��
q
q |) � �
c s
c sq kl il t t
� �
� � � � �
� ��
� �
� � � �
� �
) ]
( ) ( )
( ) (
2 2 2
4 2
1 2exp
2 1
2
1 2S i f f
i
t tk exp ( expqr)) ( ) ( )( ) e�
�
�� �� � � ��
�
�
�
�
�
�
� �xp ( ) ,� �� � � �
�e
(15)
ãäå f — ðàñïðåäåëåíèå Ôåðìè—Äèðàêà.
Âûïîëíÿÿ ïîñëåäîâàòåëüíî âû÷èñëåíèå âñåõ èíòåãðàëîâ è ïåðåõîäÿ ê ïðåäåëó �1 0� , ïîñêîëüêó íàñ
èíòåðåñóåò îòêëèê íà íóëåâîé ÷àñòîòå, ïîëó÷àåì
�( ) | (
( ) [( —
1
2 16
2
2
1
2
2�
� �
� � � ��
� �
�
��
mn
V N
kl
i
s
c s c sq
q)|
) ]
( )
| ( )) | ( )
2 2 2
4 2
22
�
� � �
� �
�
�
�
� � �
�
�
q kl
S i f f
c s
kexp ( qr
�
� � � �
�( ) .l� � �
(16)
Âûðàæåíèå (16) ñîäåðæèò ñèíãóëÿðíîñòü â ïðàâîé ÷àñòè, êîòîðàÿ óñòðàíÿåòñÿ, êàê îáû÷íî, ïóòåì
óøèðåíèÿ óðîâíåé Ëàíäàó çà ñ÷åò ðàññåÿíèÿ ýëåêòðîíîâ íà ïðèìåñÿõ:
� �
� �
( — ) ( ) exp
( )
E E
E
� � �
��
�
�
�
�
�
�
�
D
/2
2 2� �
. (17)
Øèðèíà � óðîâíÿ Ëàíäàó âûðàæàåòñÿ ÷åðåç ïîäâèæíîñòü ýëåêòðîíîâ � â íóëåâîì ìàãíèòíîì ïîëå.
Çàìåòèì, ÷òî â ñëó÷àå T �, f f( ) ( )E E
��� ìîæíî âûíåñòè çà çíàê èíòåãðàëà ïî E.  ðåçóëüòàòå
èìååì
d D D�
�
�
� �
�
�
�
E
E
E E�
�
�
�
� � � � � �
( ) ( )
( )
exp
(/
�
� �
3 2
34�
�)2
24�
�
�
�
�
�
�
�
�
. (18)
Âîëíîâûå ôóíêöèè, íà êîòîðûõ âû÷èñëÿþòñÿ ìàòðè÷íûå ýëåìåíòû â (16), èìåþò âèä
! !
�
� " � �
��
�
�
�
�
�
�
nk S n
x
x z
n
ik x
y y1
2 21 2
0
2
2
!
exp ( ) exp
( )
/
� �
�
�
�
�
�
�
�H n S
y y
z
— 0
�
� . (19)
Çäåñü y kx
0
2� � — êîîðäèíàòà öåíòðà öèêëîòðîííîé îðáèòû, �
Sz — ñîáñòâåííàÿ ôóíêöèÿ îïåðàòîðà
z-ïðîåêöèè ñïèíà. Âû÷èñëÿÿ ìàòðè÷íûé ýëåìåíò, âõîäÿùèé â (16), ïîëó÷àåì
190 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3
È.È. Ëÿïèëèí, À.Å. Ïàòðàêîâ
| | exp ( | |
, ,
# $ �
�
n k S S i n k Sx z k x z
S k S kz z x� � �
� �
� � �
2 2qr)
q kx
x
q
n n
n n
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
exp
(min ( , ))!
(max ( , ))
�
2 2
2
!
| |
min ( , )
| |� �
2 2 2 2
2 2
q
L
q
n n
n n
n n�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
� �
� � �
�
%
&
'
'
(
)
*
*
2
. (20)
Âûïîëíÿÿ èíòåãðèðîâàíèå ïî q, ïîëó÷àåì:
d q q
q q
L
n n
( ) exp
| |
m
2
0
4
2 2 2 2
2 2
� �
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
� �
in ( , )
| |
( (
n n
n n q
n
� �
� �
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
%
&
'
'
(
)
*
*
�
�
�
�
2 2
2
6
2
8 max , ))!
(min ( , ))!
( ( ) ) .
n
n n
n n n n n n
�
�
�
�
2 2 3 4 2� � � � � (21)
Òàêèì îáðàçîì, äëÿ ñëó÷àÿ òî÷å÷íûõ ïðèìåñåé, êîãäà V q( ) íå çàâèñèò îò q, ïîïðàâêà ê îáðàòíîìó
âðåìåíè ðåëàêñàöèè èìååò âèä
�
1
2 168
2
2
1
2
2�
�
� �
� �
�
�
�
�
�
� �
�
��
�mn
V q N
n n kl
i
s
c s
| ( )|
( ) [(� � �
� � � � ��
�
c s
c s kl f f
n n
� �
� � � �
� � �
) ]
( ) [ ( ) ( )]
[ (
2 2 2
2
2 2 3 n n n n
n n k l n/
c s
�
�
�
� � � �
� � �
� � �
�) ]
[( ) ]
exp
[(
4 2
1 2
3
� � �
�
� � ��
�
�
�
�
�
�
�
n k lc s� � � �) ]
.
� � �
2
24�
(22)
Èñïîëüçóÿ âûðàæåíèå äëÿ ÷àñòîòû ðåëàêñàöèè
èìïóëüñà, ìîæíî çàïèñàòü è âûðàæåíèå äëÿ äèàãî-
íàëüíûõ êîìïîíåíò òåíçîðà ýëåêòðîïðîâîäíîñòè
+ � � �xx c/� �� �1 2 2( ), ÷èñëåííûå ðàñ÷åòû êîòîðîãî
ïðèâåäåíû íèæå.
5. ×èñëåííûé àíàëèç
×èñëåííûå ðàñ÷åòû äèàãîíàëüíûõ êîìïîíåíò
òåíçîðà ïðîâîäèìîñòè âûðàæåíèÿ + xx áûëè âû-
ïîëíåíû ïðè ñëåäóþùèõ ïàðàìåòðàõ: m m� 0 067 0,
(m0 — ìàññà ñâîáîäíîãî ýëåêòðîíà), ýíåðãèÿ Ôåðìè
EF � 10 ìýÂ, ïîäâèæíîñòü äâóìåðíûõ ýëåêòðîíîâ
� � ( ,0 9–15 107 2, ) (, ,ñì Â ñ)/ , êîíöåíòðàöèÿ ýëåêò-
ðîíîâ n � , �3 1011 2cì . ×àñòîòà ÑÂ× èçëó÷åíèÿ
f � 50 ÃÃö, òåìïåðàòóðà T � 2 4, Ê. Ìàãíèòíîå ïîëå
âàðüèðîâàëîñü â ïðåäåëàõ 0,02–0,3 Òë.
Çàâèñèìîñòü ôîòîïðîâîäèìîñòè äâóìåðíîãî ýëåê-
òðîííîãî ãàçà îò îòíîøåíèÿ � �/ c ïðè ðàçëè÷íûõ
çíà÷åíèÿõ ïîäâèæíîñòè ýëåêòðîíîâ ïðè ÷àñòîòå èç-
ëó÷åíèÿ 50 ÃÃö ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1. Âèäíî, ÷òî çà-
âèñèìîñòü ïîäâèæíîñòè ýëåêòðîíîâ îò ìàãíèòíîãî
ïîëÿ íîñèò îñöèëëèðóþùèé õàðàêòåð. Îòìåòèì òàê-
æå, ÷òî àìïëèòóäà îñöèëëÿöèé î÷åíü ÷óâñòâèòåëüíà
ê øèðèíå óðîâíÿ Ëàíäàó.
Âûâîäû
Èçó÷åí îòêëèê íåðàâíîâåñíîé ýëåêòðîííîé ñèñ-
òåìû íà ïîñòîÿííîå èçìåðèòåëüíîå ïîëå â ñëó÷àå,
êîãäà èñõîäíàÿ íåðàâíîâåñíîñòü ñîçäàåòñÿ ïåðåìåí-
íûì ìàãíèòíûì ÑÂ× ïîëåì, ïðèâîäÿùèì ê êîìáè-
íèðîâàííûì ïåðåõîäàì. Â ðàìêàõ ðàçâèòîé òåîðèè
ïîêàçàíî, ÷òî òàêîå âîçìóùåíèå ýëåêòðîííîé ñèñòå-
ìû ñóùåñòâåííûì îáðàçîì ñêàçûâàåòñÿ íà êèíåòè÷å-
ñêèõ êîýôôèöèåíòàõ è ïðèâîäèò, íàïðèìåð, ê îñ-
Îñöèëëÿöèè ôîòîïðîâîäèìîñòè äâóìåðíîé ñèñòåìû Ðàøáû â ïåðåìåííîì ìàãíèòíîì ïîëå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3 191
–1,0
–0,8
–0,6
–0,4
–0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 50 100 150 200 250
B, Ãñ
�, 10 ñì /(B·c)
7 2 1,5
1,2
0,9
�
xxp
h
, ï
ð
î
è
çâ
. å
ä
.
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü ôîòîïðîâîäèìîñòè äâóìåðíîãî
ýëåêòðîííîãî ãàçà äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé ïîäâèæíîñòè
ýëåêòðîíîâ îò íàïðÿæåííîñòè ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïðè ÷àñ-
òîòå èçëó÷åíèÿ 50 ÃÃö è �n � 2.
öèëëÿöèÿì äèàãîíàëüíûõ êîìïîíåíò òåíçîðà
ïðîâîäèìîñòè. Ðàññìîòðåííûé ýôôåêò ïî ñâîåé
ïðèðîäå àíàëîãè÷åí ýôôåêòó, íàáëþäàåìîìó â êðè-
ñòàëëàõ GaAs/AlGaAs c âûñîêîé ïîäâèæíîñòüþ
ýëåêòðîíîâ [2]. Íî, â îòëè÷èå îò ïîñëåäíåãî, ïðîÿâ-
ëåíèå îñöèëëÿöèîííîé êàðòèíû ñóùåñòâåííûì îá-
ðàçîì îáóñëîâëåíî ñïèí-îðáèòàëüíûì âçàèìîäåéñò-
âèåì, èìåþùèì ìåñòî â äàííûõ êðèñòàëëàõ.
Ïðèëîæåíèå 1
Ïîñòðîèì êàíîíè÷åñêîå ïðåîáðàçîâàíèå W t2( ),
èñêëþ÷àþùåå èç ýôôåêòèâíîãî ãàìèëüòîíèàíà ïå-
ðåíîðìèðîâàííîå âçàèìîäåéñòâèå ñ ïåðåìåííûì
ìàãíèòíûì ïîëåì. Îïåðàòîð êàíîíè÷åñêîãî ïðåîá-
ðàçîâàíèÿ áóäåì èñêàòü èñõîäÿ èç óðàâíåíèÿ
W t i
t
t W t
i
t
k s eh
k
2 1 2
†
,( ) ( ) ( )�
�
�
� � ��
�
�
�
�
� �
� �
�
�
� �
�
�
H H H
H H s ,
,
(1.1)
W t2( ) áóäåì èñêàòü â âèäå W t iT t2 2( ) exp ( ( ))� . Â
ëèíåéíîì ïðèáëèæåíèè ïî T t2( ) (ò.å. â êîíå÷íîì
ñ÷åòå ïî êîíñòàíòå ÑÎÂ) (1.1) ñâîäèòñÿ ê
H H Heh k st i T t i
t, ( ) [ ( ), ] .1 2 0� �
�
�
� � �� (1.2)
T t2( ) áóäåì èñêàòü â âèäå
T t t S p t S p
j
j j j j2( ) ( ( ) ( ) )� � � � � � ��- - , (1.3)
ãäå ïàðàìåòðû -� ( )t ïîäëåæàò îïðåäåëåíèþ. Èõ
ìîæíî íàéòè, ïîäñòàâëÿÿ (1.3) â (1.2) è ïðèðàâ-
íèâàÿ êîýôôèöèåíòû ïåðåä p Sj j
� � . Â ðåçóëüòàòå
èìååì
-
� � � � � �
� � � �
� �
�
� �
( )
[( ) cos sin ]
( )[( )
t
t i ts c s
c s c s
1
22� � �2]
. (1.4)
Ïðèëîæåíèå 2
 ðåçóëüòàòå êàíîíè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ
W t2( ) ïðîèñõîäèò ïåðåíîðìèðîâêà âçàèìîäåéñòâèÿ
ýëåêòðîíîâ ñ ïðèìåñÿìè.  ñëó÷àå óïðóãîãî ðàñ-
ñåÿíèÿ äëÿ íàõîæäåíèÿ ïåðåíîðìèðîâàííîãî ãà-
ìèëüòîíèàíà ýëåêòðîí-ïðèìåñíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
äîñòàòî÷íî âû÷èñëèòüW t i W tj2 2
†( ) exp ( ) ( )qr . Â ëè-
íåéíîì ïðèáëèæåíèè ïî T t2( ) ïîëó÷àåì
W t i W t
i i t S q
j
j j
2 2
21
†( ) exp ( ) ( )
exp ( )[ ( ( )
qr
qr
�
� � �� � �
� - -2
� � �( ) )] .t S qj (2.1)
Ïîäñòàâëÿÿ ÿâíûé âèä -2
� ( )t , èìååì
W t i W t
i i
j
j
s
c s c
2 2
1
2
†( ) exp ( ) ( )
exp ( )
( )[(
qr
qr
�
� �
� �
�
� � �
�
� �
� � � � �
� �
s
c s j
c s
t i t S q
) ]
[( ) cos sin ]
[( ) cos
2 2�
�
� � � �
� �
� �
�� � �t i t S q ij j� � �sin ] exp ( ) .qr
(2.2)
Ïðîêîììóòèðîâàâ îïåðàòîð èìïóëüñà ñ ïðåîáðà-
çîâàííûì ãàìèëüòîíèàíîì ýëåêòðîí-ïðèìåñíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ, ïîëó÷èì ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ èì-
ïóëüñà ýëåêòðîíîâ çà ñ÷åò ýòîãî âçàèìîäåéñòâèÿ:
� � ( ) ( )
exp ( )
( )[(~) ( )
P P V q q
q i
v v
j
s j
c s
� �
�
� �
�
�
q
qr
�
��
� �
1
2
�
( ) ]
[( ) ( ) ]
� � �
� � � � � �
�
c s
c s j c s j
i tS q S q
� �
�
� � � � � � �
� � � �
2 2
e
�� � � � � �
� � � � �[( ) ( ) ] .� � � � � �
�
c s j c s j
i tS q S q e
(2.3)
Äëÿ óïðîùåíèÿ çàïèñè ââåäåì îáîçíà÷åíèå:
A
A k
A k
j
k j
j
�
� �
� �
.
/
0
10
�
�
, ,
, .
1
1
(2.4)
Ñ èñïîëüçîâàíèåì ýòîãî îáîçíà÷åíèÿ ôîðìóëó
(2.3) ìîæíî ïåðåïèñàòü â âèäå
� � ( ) ( )
( )[((~) ( )
,
P P V q q
v v
k lj
s
c s c
� �
�
� �
� �
��
1
1
2
q
�
��
� � � � �
� � �
�
s
j c s j
k k il tq i kl S q
) ]
exp ( )( ) .
2 2
�
�
� � �
� �qr e (2.5)
1. M.A. Zudov, R.R. Du, L.N. Pfeiffer, and K.W. West,
Phys. Rev. Lett. 90, 046807 (2003); EP2S-15, Nara,
Japan (2003).
2. R.G. Mani, J.H. Smet, K. von Klitzing, V. Nara-
yanamurti, W.B. Johnson, and V. Umansky, Nature
420, 646 (2002); 26-Intern. Conf. Phys. Semicond.,
Edinburg (2002); Ep2S-15, Nara, Japan (2003).
3. B. Das, D.C. Miller, S. Datta, R. Reifenberger, W.P.
Hong, P.K. Bhattacharya, and M. Jaffe, Phys. Rev.
B39, 1411 (1989).
4. P.R. Hammar and M. Johnson, Phys. Rev. B61, 7207
(2000).
5. L.S. Levitov, Yu.V. Nazarov, and G.M. Eliashberg,
Sov. Phys. JETP 61, 1333 (1985).
6. Ý.È. Ðàøáà, ÓÔÍ 84, 557 (1964).
7. Â.Ï. Êàëàøíèêîâ, È.È. Ëÿïèëèí, Òåîð. ìàòåìàò.
ôèçèêà 18, 273 (1974).
8. I. Zutic, J. Fabian, and S. Das Sarma, Rev. Mod.
Phys. 76, 323 (2004).
9. Â.Ï. Êàëàøíèêîâ, Òåîð. ìàòåìàò. ôèçèêà 9, 94
(1971); Â.Ï. Êàëàøíèêîâ, Òåîð. ìàòåìàò. ôèçèêà
5, 293 (1970).
192 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3
È.È. Ëÿïèëèí, À.Å. Ïàòðàêîâ
Photoconductivity oscillations for a Rashba
two-dimensional system in variable magnetic field
I.I. Lyapilin and A.E. Patrakov
The response of a two-dimensional electron
system to a DC measurement electric field has
been investigated in the case where the system is
disturbed from the equilibrium by magnetic mi-
crowave field that leads to combined transitions
involving the spin—orbit interaction. It is
shown that the electron system perturbation
gives rise to new oscillations of the diagonal
components of the conductivity tensor controlled
by the ratio of between radiation and cyclotron
frequencies.
PACS: 73.23.–b Electronic transport in meso-
scopic systems;
73.50.Pz Photoconduction and photovol-
taic effects.
Keywords: photoconductivity, two-dimensional
system.
Îñöèëëÿöèè ôîòîïðîâîäèìîñòè äâóìåðíîé ñèñòåìû Ðàøáû â ïåðåìåííîì ìàãíèòíîì ïîëå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 2/3 193
|