Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов

На примере гетероструктуры AlxGa₁₋xAs/GaAs изучено влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на неравновесном коррелированном распределении примесных ионов. Показано, что подсветка образца при достаточно высоких температурах приводит к подавлению эффекта «инверсии электронной про...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автор:	Михеев, В.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2017
Назва видання:	Физика низких температур
Теми:	XXI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129431
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:	Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов / В.М. Михеев // Физика низких температур. — 2017. — Т. 43, № 4. — С. 623-628. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-129431
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1294312018-01-20T03:03:46Z Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов Михеев, В.М. XXI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников На примере гетероструктуры AlxGa₁₋xAs/GaAs изучено влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на неравновесном коррелированном распределении примесных ионов. Показано, что подсветка образца при достаточно высоких температурах приводит к подавлению эффекта «инверсии электронной проводимости». На прикладі гетероструктури AlxGa₁₋xAs/GaAs вивчено вплив підсвічування на рухливість 2D електронів при розсіянні на нерівноважному корельованому розподілі домішкових іонів. Показано, що підсвічування зразка при досить високих температурах призводить до пригнічення ефекту «інверсії електронної провідності». The impact of illumination on the mobility of 2D electrons during scattering by a non-equilibrium correlated distribution of impurity atoms is investigated, based on the example of the AlxGa₁₋xAs/GaAs heterostructure. It is shown that sample backlighting at sufficiently high temperatures leads to the suppression of the “electron conductivity inversion” effect. 2017 Article Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов / В.М. Михеев // Физика низких температур. — 2017. — Т. 43, № 4. — С. 623-628. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 73.21.Fg, 73.90.+f http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129431 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	XXI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников XXI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников
spellingShingle	XXI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников XXI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников Михеев, В.М. Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов Физика низких температур
description	На примере гетероструктуры AlxGa₁₋xAs/GaAs изучено влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на неравновесном коррелированном распределении примесных ионов. Показано, что подсветка образца при достаточно высоких температурах приводит к подавлению эффекта «инверсии электронной проводимости».
format	Article
author	Михеев, В.М.
author_facet	Михеев, В.М.
author_sort	Михеев, В.М.
title	Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов
title_short	Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов
title_full	Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов
title_fullStr	Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов
title_full_unstemmed	Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов
title_sort	влияние подсветки на подвижность 2d электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate	2017
topic_facet	XXI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/129431
citation_txt	Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов / В.М. Михеев // Физика низких температур. — 2017. — Т. 43, № 4. — С. 623-628. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series	Физика низких температур
work_keys_str_mv	AT miheevvm vliâniepodsvetkinapodvižnostʹ2délektronovprirasseâniinakorrelirovannomraspredeleniiprimesnyhionov
first_indexed	2025-07-09T11:26:48Z
last_indexed	2025-07-09T11:26:48Z
_version_	1837168505217089536
fulltext	Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 4, c. 623–628 Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов В.М. Михеев Институт физики металлов Уральского отделения РАН г. Екатеринбург, 620990, Россия E-mail: mikheev@imp.uran.ru Статья поступила в редакцию 17 января 2017 г., опубликована онлайн 24 февраля 2017 г. На примере гетероструктуры AlxGa1–xAs/GaAs изучено влияние подсветки на подвижность 2D элек- тронов при рассеянии на неравновесном коррелированном распределении примесных ионов. Показано, что подсветка образца при достаточно высоких температурах приводит к подавлению эффекта «инвер- сии электронной проводимости». На прикладі гетероструктури AlxGa1–xAs/GaAs вивчено вплив підсвічування на рухливість 2D елек- тронів при розсіянні на нерівноважному корельованому розподілі домішкових іонів. Показано, що під- свічування зразка при досить високих температурах призводить до пригнічення ефекту «інверсії елект- ронної провідності». PACS: 73.21.Fg Квантовые ямы; 73.90.+f Другие темы в разделе электронная структура и электрические свойства поверхностей, интерфейсов, тонких пленок и низкоразмерных структур. Ключевые слова: квантовые ямы, подвижность двумерных электронов, пространственные корреляции примесных ионов, модель твердых сфер. Введение В работе [1] предсказывается новый эффект, кото- рый может наблюдаться в температурной зависимости подвижности 2D электронов при рассеянии на корре- лированном распределении примесных ионов при низ- ких температурах. Суть эффекта связана исключитель- но с особенностями строения структурного фактора системы примесных ионов S(q) и заключается в следу- ющем. Структурный фактор, вычисление которого со- ставляет основу наших расчетов, представляет собой ряд чередующихся минимумов и максимумов, затуха- ющих с ростом вектора рассеяния q. При низких температурах, когда 2D электроны вы- рождены, основной вклад в рассеяние вносит область значений 0 < q < 2kF, на которую приходится минимум структурного фактора. Поэтому исследование подвиж- ности вырожденных электронов не позволяет судить о форме структурного фактора. С ростом температуры снимается вырождение электронного газа. Увеличива- ется концентрация электронов, энергия которых пре- вышает энергию Ферми. При этом основной вклад в рассеяние вносит область значений q, в которую попа- дают как первый минимум, так и первый максимум структурного фактора. В области низких температур, где при рассеянии электронов существенна область ми- нимума структурного фактора, подвижность электронов возрастает с ростом корреляций в системе рассеивателей. В области более высоких температур, когда проявляет- ся снятие вырождения электронного газа, а потому бо- лее существенна область максимума структурного фак- тора, подвижность электронов уменьшается с ростом корреляций в системе примесных ионов. Мы назвали этот переход, целиком обусловленный формой струк- турного фактора, эффектом «инверсии электронной подвижности». В работе [2] подробно описано влияние величины корреляций и ширины спейсерного слоя на этот эффект. В случае слабых корреляций в системе примесных ионов эффект не наблюдается. В работах [1,2] изучен новый эффект рассеяния электронов на равновесном распределении примесных ионов. В неравновесном случае при низких температу- © В.М. Михеев, 2017 В.М. Михеев рах электроны рассеиваются на «замороженном» рас- пределении примесных ионов, которое формируется при более высоких температурах. В этом распределе- нии корреляции в расположении примесных ионов малы, поскольку размыты тепловым движением элек- тронов. Для наблюдения эффекта необходима подсвет- ка образца при низких температурах, которая вызывает переход «замороженного» распределения примесных ионов в равновесное состояние. В работе А.Л. Эфроса [3] указывалось, что теорети- чески различить ситуации, в которых будет реализова- но либо равновесное, либо неравновесное распределение примесных ионов в легированном слое гетерострукту- ры, не представляется возможным. С тех пор в теоре- тическом отношении ничего не изменилось. Поэтому в предлагаемой работе исследуется возможность наблю- дения эффекта «инверсии электронной подвижности» при подсветке образца в случае «замороженного» рас- пределения примесных ионов в легированном слое. 2. Подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов Полностью теоретическая схема расчета подвижно- сти электронов изложена в нашей работе [1]. В разд. 2 будут изложены лишь основные положения нашей тео- рии, на которых базируется расчетная схема. Подвижность 2D электронов при рассеянии на за- ряженных примесных центрах, распределенных в плоскости, вычисляется в приближении времени ре- лаксации в простейшем варианте, изложенном в моно- графии Т. Андо и др. [4]: ( ) ( ) ( ) 2 1 0 0 1( ) 1 cos , 2 sin 2. m d S q e q k π −µ ε = θ − θ τ θ = θ ∫ (1) Здесь m, e — масса и заряд электрона, τ0(θ) — время релаксации импульса электрона при рассеянии на хао- тическом распределении примесных центров, S(q) — структурный фактор. Формула для подвижности элек- тронов (1) отличается от соответствующей формулы из [4] лишь наличием структурного фактора S(q), опи- сывающего корреляции в распределении примесных ионов. В случае невырожденного электронного газа время релаксации τ(ε) необходимо заменить его термодина- мическим средним: e m µ = τ , (2) где усреднение проводится с функцией Ферми. В слу- чае вырожденного электронного газа ( )Fµ = µ ε , где Fε — энергия Ферми. Для 2D электронов в случае вы- рожденного электронного газа 1/2( ) 2F sk N= π . Структурный фактор S(q) вычислен нами в модели жестких сфер. В этой модели диаметр жесткой сферы rc отождествляется с минимальным расстоянием меж- ду примесными ионами, а концентрация жестких сфер отождествляется с концентрацией примесных ионов. Мы рассматриваем гетероструктуры с тонким легиро- ванным слоем, когда ширина легированного слоя меньше диаметра жесткой сферы (Wd < rc). Для этого случая нами предложен вариант модели жестких сфер, центры которых лежат на плоскости, а корреляции в распределении примесных ионов описываются коэф- фициентом упаковки 2 6 s d cN r+πη = , где dN + — поверх- ностная плотность примесных ионов. Согласно [5], уравнение для определения коэффи- циента упаковки шаров, распределенных на плоскости, имеет вид 0 2 0 exp ( ) / , 3 4 . s d d B s s B N N S k FS k T + = η ∂  = − = − η + η ∂ (3) где S0 — конфигурационный вклад в энтропию систе- мы примесных ионов, рассчитанный на один ион, F — свободная энергия системы, Nd — поверхностная плот- ность всех доноров, распределенных в тонком легиро- ванном слое, а dN + — поверхностная плотность иони- зированных доноров. В принятой модели коррелированное состояние в системе примесных ионов задается двумя параметрами: диаметром жесткой сферы и концентрацией жестких сфер или двумя независимыми функциями этих пара- метров. В качестве таких независимых параметров вы- браны поверхностная плотность примесных ионов dN + и коэффициент упаковки sη . Чтобы подчеркнуть этот факт, будет использовано более детальное обозначение для электронной подвижности ( ),s dN +µ ≡ µ η . В нашей теории концентрация электронов в кванто- вой яме и концентрация примесных ионов связаны простейшим соотношением [3]: depld sN N N+ = + , где Ndepl — поверхностная плотность электронов в обедненном слое, а Ns — поверхностная плотность электронов в квантовой яме. Влияние температуры на параметры, характери- зующие коррелированное распределение примесных ионов, учтено путем термодинамического усреднения соответствующих параметров по распределению при- месных ионов. Термодинамическое среднее произвольной функции от параметра rc вычисляется по формуле [6]: 624 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 4 Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 0 0 , exp . c cr r c c c c c cT c c c c B B F r F r W r dr W r dr S r r W r k k T =  ε = −    ∫ ∫ (4) Здесь S0(rc) — конфигурационная энтропия системы примесных ионов, приходящаяся на ион, а εc(rc) — энергия корреляции системы примесных ионов, при- ходящаяся на ион. В модели твердых шаров конфигу- рационная энтропия вычисляется по формуле (3). Таким образом, при низких температурах, когда роль фононов в рассеянии электронов пренебрежимо мала, температурная зависимость обратной подвижно- сти невырожденных 2D электронов 1( )T−µ всецело оп- ределяется выражением ( ) ( )1 1 ,s T dT N− +µ = µ η , (5) где µ — термодинамическое среднее электронной подвижности, вычисленное с помощью распределения Ферми (2), а s Tη — термодинамическое среднее коэф- фициента упаковки, вычисленное по состояниям в сис- теме примесных ионов, с помощью формулы (4). 3. Инверсия электронной подвижности при рассеянии электронов на неравновесном распределении примесных ионов Рассмотрим случай, когда равновесное распределе- ние примесных ионов устанавливается при достаточно высоких температурах (T0 < T) и сохраняется при бо- лее низких температурах (T < T0) в течение достаточно долгого промежутка времени. Мы предполагаем нали- чие температуры «замораживания» T0, для того чтобы изучить специфику рассеяния 2D электронов на «замо- роженном» распределении примесных ионов при тем- пературах T < T0. Ниже приведены расчеты подвижно- сти 2D электронов в частном случае гетероструктуры AlxGa1–xAs/GaAs с δ-слоем, легированным мелкими до- норами. Параметры системы те же, что и в работах [1,2], а именно: объемная плотность доноров nd = 2·1016 см–3, ширина легированного слоя Wd = 2,5·10–6 см, поверх- ностная плотность неподвижных зарядов в обеднен- ном слое Ndepl = 5·109 см–2, ширина спейсерного слоя W = 100 Å. В случае DX центров температура «замо- раживания» для распределения примесных ионов ле- жит в интервале 110 К < T0 < 130 К [7]. Мы считаем, что без особого ущерба для общности в нашем случае мелких примесных центров для температуры «замора- живания» можно принять при расчетах T0 = 130 К, по- скольку выбор величины T0 в широких пределах слабо влияет на результаты расчета. Этот вывод следует из вида графиков температур- ной зависимости коэффициента упаковки sη (T), при- веденных на рис. 1. Эти графики рассчитаны по фор- мулам, приведенным в работе [1] для случаев dN + /Nd = = 0,71; 0,58; 0,47; 0,37, что соответствует значениям коэффициентов упаковки, взятых при температуре T = 0 К, 0,1s mη = ; 0,15; 0,2; 0,25. На рис. 1 видно, что существенные изменения коэффициента упаковки с изменением температуры происходит в достаточно узком интервале температур 0 К < T < 20 К. В интерва- ле температур 100 К < T < 130 К изменение этой вели- чины, составляющее 2–3%, пренебрежимо мало в слу- чае наших расчетов. Все расчеты электронной подвижности выполнены нами по формулам, приведенным в статье [1] для фик- сированных значений коэффициента упаковки const.s =η На рис. 2 приведены температурные зависимости обратной подвижности электронов для образца без Рис. 2. Зависимость обратной подвижности электронов μ–1 от температуры (без подсветки) для различных значений s mη : 0,25 (1); 0,2 (2); 0,15 (3); 0,1 (4). Пунктирные кривые — без учета корреляций в распределении примесных ионов. Сим- волы — при учете корреляций в распределении примесных ионов. Ширина спейсера W = 100 Å. Рис. 1. Температурная зависимость коэффициента упаковки sη для различных значений s mη : 0,25 (1); 0,2 (2); 0,15 (3); 0,1 (4). Ширина спейсера W = 100 Å. Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 4 625 В.М. Михеев подсветки. В этом случае равновесное распределение примесных ионов в δ-слое устанавливается при темпе- ратуре T0 = 130 К. При понижении температуры это распределение примесных ионов «замораживается» и может сохраняться при более низких температурах в течение достаточно долгого времени. Таким образом, в интервале температур 0 К < T < 40 К обратная подвиж- ность электронов должна быть рассчитана по форму- лам [1] при фиксированном значении коэффициента упа- ковки 0( )s Tη , вычисленном при температуре T0 = 130 К. Для сравнения на рис. 2 приведены температурные за- висимости обратной подвижности электронов без уче- та корреляций (см. пунктирные кривые). Нумерация пунктирных кривых взята из рис. 1. Большему номеру для пунктирных кривых соответствует бóльшая вели- чина поверхностной плотности электронов проводимо- сти Ns. В случае учета корреляций в расположении примесных ионов, наоборот, чем больше значение Ns, тем больше значение параметра /d dN N+ и тем меньше значение коэффициента упаковки sη . Таким образом, бóльшим значениям Ns соответствуют меньшие значе- ния электронной подвижности. При учете корреляций оба указанных фактора влияют на подвижность элек- тронов в противоположном направлении, конкурируя между собой. Поэтому бóльшим значениям номеров кривых соответствуют бóльшие значения подвижности электронов. В случае достаточно сильных корреляций влияние первого фактора пренебрежимо мало. Однако при отсутствии подсветки значения коэффициента упаковки малы и лежат в пределах 0,03 < sη < 0,07 для всех кривых рис. 2. В нашем случае кривая 1 (квадраты на рис. 2) для максимального значения коэффициента упаковки соответствует минимальному значению под- вижности электронов. Поэтому при наличии корреля- ций в расположении примесных ионов сохраняется та же последовательность кривых (символы) на рис. 2, что и в случае хаотического расположения примесных ионов (пунктирная линия). Реализация столь малых корреляций в расположении примесных ионов приво- дит лишь к незначительному увеличению подвижности электронов (примерно 20%), но форма структурного фактора S(q) в этом случае никак не влияет на темпе- ратурную зависимость подвижности электронов. Таким образом, в случае «замороженного» распределения при- месных ионов отсутствуют условия для реализации «эффекта инверсии электронной проводимости». Для того чтобы выявить влияние формы структур- ного фактора на подвижность электронов, необходимо учесть влияние подсветки на распределение примес- ных ионов в легированном слое. Рассмотрим случай, когда подсветка образца производится при предельно низких температурах, которые составляют доли граду- са. После того, как установится равновесное распреде- ление электронов, подсветку необходимо выключить, зафиксировав это распределение. Теперь с изменением температуры образца в интервале 0 К < T < 40 К можно рассматривать распределение примесных ионов как «замороженное» при T = 0 К. В этом случае темпе- ратурные зависимости подвижности вычисляются по формулам статьи [1] при фиксированном значении ко- эффициента упаковки sη (0 К) = const. В этом заключа- ется отличие рассматриваемой ситуации от равновес- ной, когда значение коэффициента упаковки меняется с температурой (см. рис. 1). Мы произвели расчеты под- вижности электронов для «замороженных» распреде- лений примесных ионов, соответствующих фиксиро- ванным значениям коэффициента упаковки 0, 25s mη = (кривая 1); 0,2 (кривая 2); 0,15 (кривая 3); 0,1 (кри- вая 4). Результаты расчетов подвижности электронов при рассеянии на неравновесном распределении при- месных ионов (кривые 1–4) приведены на рис. 3. Для сравнения на рис. 4 приведены результаты расчетов Рис. 3. Зависимость обратной подвижности электронов μ–1 от температуры (после подсветки) для различных значений s mη : 0,25 (1); 0,2 (2); 0,15 (3); 0,1 (4). Ширина спейсера W = 100 Å. Рис. 4. Зависимость обратной подвижности электронов μ–1 от температуры при рассеянии электронов на равновесном распределении примесных ионов [2] для различных значений s mη : 0,25 (1); 0,2 (2); 0,15 (3); 0,1 (4). Ширина спейсера W = 100 Å. 626 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 4 Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии подвижности электронов при рассеянии на равновес- ном распределении примесных ионов при тех же зна- чениях параметров, характеризующих нашу систему [2]. Существенно, что в равновесном случае, в отличие от случая неравновесного «замороженного» распределе- ния примесных ионов, коэффициенты упаковки меня- ются с температурой согласно кривым, изображенным на рис. 1. В случае неравновесного распределения примесных ионов (рис. 3) кривые обратной подвижности имеют лишь одну точку пересечения соседних кривых. Эта точка соответствует переходу из состояния, где преоб- ладает рассеяние электронов на примесных ионах в области минимума структурного фактора, в состояние, в котором преобладает рассеяние электронов на примес- ных ионах в области максимума структурного фактора. Таким образом, в случае неравновесного распределе- ния примесных ионов эффект «инверсии электронной проводимости» имеет место лишь в случае очень силь- ных корреляций при значении коэффициента упаковки 0, 25s mη = (кривая 1 на рис. 3). Подвижность электро- нов при рассеянии на примесных ионах с меньшей степенью пространственной корреляции (кривые 2–4 на рис. 3) не имеет подобных аномалий в поведении и меняется стандартным образом во всем интервале из- менения температур. В отличие от неравновесного случая, для равновес- ного распределения примесных ионов эффект «инвер- сии электронной подвижности» имеет место в наших расчетах и в области более слабых корреляций. Сосед- ние кривые 2 и 3, 3 и 4 на рис. 4 имеют точки пересе- чения, расположенные в исследуемом интервале тем- ператур. Полученные результаты объясняются особенностя- ми строения структурного фактора S(q). На рис. 5 изо- бражена зависимость S(q) при фиксированных значе- ниях коэффициента упаковки. При построении приве- денных графиков мы использовали кривую 2 ( 0, 2s mη = ) на рис. 1, изображающую температурную зависимость коэффициента упаковки. Кривые 1–5 на рис. 5 пред- ставляют зависимости S(q), вычисленные при фикси- рованных значениях коэффициента упаковки: sη (0 К) = = 0,2 (1); sη (10 К) = 0,135 (2); sη (20 К) = 0,106 (3); ( )30 Кsη = 0,09 (4); sη (40 К) = 0,082 (5). В равновесном случае те же кривые на рис. 5 пред- ставляют эволюцию структурного фактора с ростом температуры. Главная особенность поведения струк- турного фактора S(q) заключается в том, что с ростом температуры амплитуды колебаний кривой уменьша- ются, а положение второго минимума на кривой сдви- гается в область больших значений q. В неравновесном случае те же самые кривые на рис. 5 представляют графики структурного фактора для «замороженного» распределения примесных ионов после подсветки, произведенной при температурах 0 К; 10 К; 20 К; 30 К; 40 К. В отличие от равновесного слу- чая в этой ситуации структурный фактор системы не меняет своего вида при изменении температуры в ин- тервале 0 К < T < 40 К. В области низких температур вектор рассеяния q лежит в интервале значений 0 < q/2kF < 1 (вырожден- ные электроны). Таким образом, в области низких тем- ператур вклад в рассеяние вносят электроны, для кото- рых рассеяние на коррелированном распределении примесных ионов уменьшается с ростом корреляций. С ростом температуры вырождение снимается, и вклад в рассеяние вносит область первого минимума, первого максимума и второго минимума структурного фактора. С уменьшением корреляций уменьшается высота пер- вого пика, а сам пик смещается в область больших зна- чений q. В случае «замороженного» распределения примесных ионов эта картина не зависит от темпера- туры. В этой ситуации второй минимум структурного фактора S(q) не меняет своего положения с ростом температуры, ослабляя влияние на рассеяние электро- нов от области первого максимума. Влияние указанно- го фактора на рассеяние электронов велико, поскольку величина структурного фактора в области второго ми- нимума сравнима с величиной структурного фактора в области первого максимума. Поэтому в случае нерав- новесного распределения эффект «инверсии электрон- ной подвижности» ослаблен и наблюдается лишь в самом благоприятном случае достаточно сильных кор- реляций ( 0,25s mη = ). 4. Заключение Подвижность 2D электронов при рассеянии на «за- мороженном» распределении примесных ионов даже в случае низких температур слабо зависит от корреляций Рис. 5. Зависимость структурного фактора S от относитель- ного значения вектора рассеяния электронов q/2kF после подсветки при различных значениях температуры: ( )0 Кsη = = 0,2 (1); ( )10 Кsη = 0,135 (2); ( )20 Кsη = 0,106 (3); ( )30 Кsη = 0,09 (4); ( )40 Кsη = 0,082 (5). Ширина спейсера W = 100 Å. Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 4 627 В.М. Михеев в распределении примесных ионов. Поскольку темпе- ратура, при которой «замораживается» распределение примесных ионов, достаточно высока, а следовательно, сами корреляции сильно размыты тепловым движени- ем электронов, то корреляционные эффекты сводятся лишь к незначительному увеличению электронной под- вижности. Тем не менее специфические эффекты, обусловлен- ные корреляциями в распределении примесных ионов, могут иметь место после подсветки образца при тем- пературах ниже гелиевых. Но даже в этом наиболее благоприятном случае эффект «инверсии электронной подвижности» проявляется слабее, чем в случае рассея- ния электронов на равновесном коррелированном рас- пределении примесных ионов. Данная работа выполнена в рамках государствен- ного задания по теме «Спин» № 01201463330 (проект № 12-Т-2-1011) при поддержке Минобрнауки РФ (до- говор № 14.250.31.0025) и РФФИ (проект № 13-02- 00749). 1. В.М. Михеев, ФТТ 55, 507 (2013). 2. В.М. Михеев, ФТТ 56, 529 (2014). 3. A.L. Efros, F.G. Pikus, and G.G. Samsonidze, Phys. Rev. B 41, 8295 (1990). 4. Т. Андо, А. Фаулер, Ф. Стерн, Электронные свойства двумерных систем, Мир, Москва (1985); F. Stern and W. Howard, Phys. Rev. 163, 816 (1967). 5. В.М. Михеев, ФТТ 53, 807 (2011). 6. В.М. Михеев, ФТТ 47, 1056 (2005). 7. DX Centers and Other Metastable Defects in Semiconductors, International Symposium, Mauterdorf, Austria, 18–22 Feb- ruary (1991) [Semicond. Sci. Technol. 6, 10B (1991)]. Influence of the illumination on the mobility of 2D electrons scattered on the correlated distribution of impurity ions V.M. Mikheev For example AlxGa1–xAs/GaA heterostructure the influence of the illumination on the mobility of 2D electrons scattered on the correlated distribution of impurity ions have been investigated. It has been showed that the backlight of the sample at sufficiently high temperatures leads to the suppression of the ef- fect of “electronic conductivity inversion”. PACS: 73.21.Fg Quantum wells; 73.90.+f Other topics in electronic structure and electrical properties of surfaces, interfaces, thin films, and low-dimensional structures. Keywords: quantum wells, two-dimensional electron mobility, spatial correlations of impurity ions, model of hard spheres. 628 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2017, т. 43, № 4 http://ufn.ru/ru/pacs/73.21.Fg/ http://ufn.ru/ru/pacs/73.90.+f/ http://ufn.ru/ru/pacs/73.90.+f/ http://ufn.ru/ru/pacs/73.90.+f/ Введение 2. Подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов 3. Инверсия электронной подвижности при рассеянии электронов на неравновесном распределении примесных ионов 4. Заключение

Влияние подсветки на подвижность 2D электронов при рассеянии на коррелированном распределении примесных ионов

Репозитарії

Схожі ресурси