CC BY
0ИНДУЦИРОВАННЫЕ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ КВАНТОВЫЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В КВАНТОВЫХ ЯМАХ РАЗЛИЧНОЙ ШИРИНЫ
Капустин А. А., Дорожкин С. И., Федоров И. Б.
Институт Физики Твёрдого Тела РАН, Черноголовка, Россия, kapustin@issp.ac.ru
QW 50 nm 2.Ъ 1Ь (a)
VBG=2.4 V
1.8 V
\ 1Ь 1.2 V
о и е
О
<
О
Ич
е
О
<
0.1
QW 60 nm 2Ь 1Ь
■ ^п
AC
у=2 \ У=1
0.05 А VFL=1
^=2 VBG=0.8 У
2Ь
0.2 V
(Ь)
1Ь
В асимметричных квантовых ямах GaAs шириной 50 и 60 нм при помощи оригинальной емкостной методики [1] исследованы индуцированные магнитным полем квантовые фазовые переходы, происходящие в электронной системе, между двухслойными (2L) состояниями в нулевом магнитном поле и однослойными (1Ц) состояниями, возникающими при заполнении нижнего уровня Ландау. Критерием возникновения однослойного состояния является совпадение нормированных величин емкости , измеренных между электронной системой в квантовой яме и двумя затворами (задним, BG, и передним, FG), находящимися по разные стороны от нее [2] (см. нижнюю кривую на РисЛ^)). В ямах обеих ширин однослойное состояние возникает около полных факторов заполнения V спиновых
подуровней единица и двойка. В яме Рис. 1. Магнетоёмкости нормированные на
шириной 50 нм такое состояние сохра- свою величину при факторе заполнения
няется во всем диапазоне 1 < V < 2 у = 3/2 (его положение отмечено пунктир-
(РисЛ^)). В яме шириной 60 нм в этом ной линией). На панели (а) показаны ре-
диапазоне может наблюдаться дополни- зультаты для квантовой ямы GaAs шириной
тельный переход в двухслойное состоя- 50 нм при разных затворных напряжениях
ние, обусловленный возникновением "^(отмечены на рис.) иУгс-0У. При
в нулевом магнитном поле
несжимаемого состояния в слое с большей плотностью электронов на факторе эж^р^и зап^шш единст^нньш сл°п
На панели (о) показан результат для ямы
0.0
0.5
1.0
заполнения = 1 (см. Рис.1(Ь)). В результате в образцах с такой ямой при изменении магнитного поля наблюдается последовательность из нескольких фазовых переходов (Рис.1(Ь)). Работа выполнена при поддержке грантов РНФ 22-22-00753 (завершен) и 24-22-00312.
ширинои 60 нм при
УРС = -0.2У,УВС = 0.8У. Величина V-1, отложенная по горизонтальной оси, пропорциональна магнитному полю.
1.
Литература
Dorozhkin S.I., Kapustin A.A., Fedorov Ш., Umansky V., von Klitzing K., Smet
J.H. // J. Appl. Phys. - 2018. - V. 123. - № 8. - P. 084301-1 - 084301-5.
2. Dorozhkin S.I., Kapustin A.A., Fedorov Ш., Umansky V., Smet J.H. // Phys. Rev. B - 2020. - V. 102. - № 23. - P. 235307-1 - 235307-6.
