WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

проводимости (1/2 1) Расчет амплитуды флуктуации по формуле из рабоВлияние сильного постоянного электрического поля ты [21] на электропроводность, обусловленную активацией ноV0 =(e2/s) n, (7) сителей тока на уровень протекания зоны проводимости, где n — число ионизованных примесей, в наших расчетах искривленной случайным флуктуационным потенциалом равное концентрации носителей в 2-мерном канале с заряженных примесей, было рассмотрено Шкловским в работе [18]. Фактически в этой работе исследуется n = 1.3 · 1011 см-2, дает для этого образца величину влияние сильного электрического поля на электропро- V0 = 4.5 мэВ, что по порядку величины совпадает водность по уровню протекания, причем роль электриче- с V0, определенным из эксперимента с точностью до ского поля сводится к уменьшению энергии активации, численного множителя.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 440 И.Л. Дричко, А.М. Дьяконов, И.Ю. Смирнов, А.И. Торопов В работе [18] указано, что область электрических полей, в которой работает формула (3), ограничена неравенствами V0 eElsp kT (kT /V0)4/3. (8) Зная величину V0, можно оценить величины в этом неравенстве:

1.5мэВ 3 · 10-3 мэВ 5 · 10-3 мэВ — на пороге нелинейностей;

1.5мэВ 7 · 10-3 мэВ > 5 · 10-3 мэВ — на верхнем пределе в наших измерениях.

Имея в виду то, что величина флуктуации определена с точностью до численного множителя, можно считать, что неравенство выполняется и можно применять эту Рис. 5. Зависимость ln(1/1 ) от E3/7 для разных чисел заполнения для образца AG106.

теорию для интерпретации нелинейностей в режиме активационной проводимости.

Здесь хотелось бы отметить следующее обстоятельство: нелинейности на постоянном токе изучались в электрических полях E > 5-10 В/см.

Наши результаты получены для электрических полей ниже 2 В/см. Таким образом складывается следующая общая картина: в электрических полях E 1В/см в предпробойной области проводимость растет из-за роста концентрации в свободной зоне Ландау за счет активации локализованных электронов с уровня Ферми, причем энергия активации зависит от электрического поля (чем больше электрическое поле, тем меньше энергия активации). В электрических полях E 10 В/см начинается резкий рост концентрации электронов в свободной зоне Ландау из-за примесного пробоя (это явление хорошо наблюдалось, например, в работе [9]). Электроны, оказавшиеся в делокализованных состояниях зоны Ландау, подвергаются разогреву в сильном электрическом поле, приложенном к образцу.

3.2. Нелинейности в области высокочастотной прыжковой проводимости (1/2 0.1) В случае активационной проводимости можно было теорию нелинейностей, развитую для постоянного тока, применять для объяснения нелинейностей высокоРис. 4. Зависимости отношения реальной и мнимой компонент частотной проводимости, так как она описывала влиявысокочастотной проводимости 1/2 от электрического поля E для образцов AG106 (a) и AG49 (b), T = 1.5K. ние сильного электрического поля на движение ”почти Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. Нелинейность акустических эффектов и высокочастотной проводимости в гетероструктурах... свободных” электронов, активированных на уровень про- заполнения, когда уровень Ферми находится посредине текания. Механизмы проводимости при этом в постоян- между соседними уровнями Ландау и электроны локаном и высокочастотном электрических полях одинаковы. лизованы. Однако нам трудно согласиться с приведенОднако в том случае, когда электроны локализованы, ным авторами объяснением этих эффектов, как разогрев механизмы высокочастотной прыжковой проводимости и 2-мерных электронов, характерный, как указано выше, прыжковой проводимости на постоянном токе различны: лишь там, где 2-мерные электроны делокализованы.

на постоянном токе проводимость осуществляется прыжками электронов между двумя краями образца, тогда 4. Заключение как в высокочастотном электрическом поле при локализации электронов на отдельных примесных атомах Исследованы нелинейные по интенсивности звука попроводимость может осуществляться прыжками электроглощение и изменение скорости поверхностной акустинов между двумя примесями, расположенными на расческой волны 2-мерными электронами в режиме целочистоянии меньше среднего (парой с одним электроном), сленного квантового эффекта Холла в гетерострутурах при этом переходы электронов между парами не проGaAs/AlGaAs.

исходят (двухузельная модель). Поэтому естественно, Анализ нелинейности проводился на основе вычисленчто теория, разработанная для нелинейностей в режиме ной из этих величин высокочастотной проводимости, прыжковой проводимости на постоянном токе [12], не имеющей комплексную форму.

может быть применена для объяснений нелинейностей, Показано, что область нелинейностей по электричекоторые мы наблюдали для высокочастотной прыжковой скому полю можно разделить на две.

проводимости (рис. 2 и 3).

В области электрических полей, в которой Зависимости сопротивлений xx и xy от плотности Re = 1 Im = 2, зависимость 1(E) не только тока в гетероструктуре GaAs/AlGaAs наблюдались в хорошо объясняется теорией нелинейностей, развитой режиме ЦКЭХ в области прыжковой проводимости с Шкловским [18] для постоянного тока, описывающей переменной длиной прыжка в работе [11] при T < 1K.

влияние сильного электрического поля на движение Эти зависимости были проанализованы с помощью тео”почти свободных” электронов, активированных на рии [12] для прыжковой проводимости с переменной длиуровень протекания, но и дает возможность оценить ной прыжка в сильном электрическом поле для 2-мерных амплитуду флуктуационного потенциала примесей.

электронов в режиме квантового эффекта Холла. ВведеВ области электрических полей, где ние эффективной температуры прыжковой проводимости Im = 2 Re = 1, осуществляется, по-видимому, в рамках работы [12] дает возможность определить из 2-мерная высокочастотная прыжковая проводимость, этих измерений длину локализации. Однако оказалось, теория нелинейностей в которой пока отсутствует.

что ее величина почти на порядок величины больше Авторы благодарны В.Д. Кагану за полезные дискусдлины локализации, определенной из температурной зависимости xx в омическом режиме. Этот факт ав- сии.

торы [11] связывали с неоднородностью распределения Работа поддержана грантами РФФИ № 98-02-18280 и электрического поля.

Министерства науки № 97-1043.

Теория нелинейной высокочастотной прыжковой проводимости была разработана в работе [22] для 3-мерноСписок литературы го случая. Однако наблюдаемые нами зависимости nl 1,2/1,2 W2 более сильные, чем предсказанные [1] T.J. Drummond, M. Keever, W. Kopp, K. Hess, B.G. Streetв [21]: W. Здесь 1,2 — проводимость в линейном man, A.J. Cho. Electron. Lett., 17, 545 (1981).

nl режиме, 1,2 = 1,2(E) - 1,2, 1,2(E) — прово[2] J. Shah, A. Pinchuk, H.L. Stormer, A.G. Gossard, W. Weigman.

димость, измеряемая в эксперименте, W —мощность Appl. Phys. Lett., 42, 55 (1983); J. Shah, A. Pinchuk, ПАВ, поглощаемая в образце. Отсутствие теории не H.L. Stormer, A.G. Gossard, W. Weigman. Appl. Phys. lett., дает возможности в настоящее время проанализировать 44, 322 (1984).

полученный нами результат. Тот факт, что зависимость [3] М.Г. Блюмина, А.Г. Денисов, Т.А. Полянская, И.Г. Савельев, А.П. Сеничкин, Ю.В. Шмарцев. Письма ЖЭТФ, 44, 1 и 2 от электрического поля ПАВ в режиме прыжко(1986). [In transl.: JETP Lett., 44, 331 (1986)].

вой проводимости начинается тем раньше, чем меньше [4] E. Chow, H.P. Wei, S.M. Girvin, M. Shayegan. Phys. Rev. Lett., напряженность магнитного поля, качественно хорошо 77, 1143 (1986) (и ссылки в этой работе).

объясняется тем, что магнитное поле, влияя на интеграл [5] P.J. Price. J. Appl. Phys., 53, 6863 (1982); В. Карпус. ФТП, перекрытия локализованных состояний на разных приме22, 439 (1988).

сях, приводит к уменьшению прыжковой проводимости [6] И.Л. Дричко, А.М. Дьяконов, В.Д. Каган, А.М. Крещук, и относительного нелинейного вклада [22].

Т.А. Полянская, И.Г. Савельев, И.Ю. Смирнов, А.В. Суслов.

Зависимость коэффициента поглощения ПАВ двумерФТП, 31, 1357 (1997).

ным электронным газом от мощности ПАВ в структурах [7] G. Ebert, K. von Klitzing, K. Ploog, G. Weimann. J. Phys. C, GaAs/AlGaAs наблюдалась ранее в работах [23,24] в маг16, 5441 (1983); P. Streda, K. von Klitzing. J. Phys. C, 17, нитных полях, соответствующих целым малым числам L483 (1984).

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 442 И.Л. Дричко, А.М. Дьяконов, И.Ю. Смирнов, А.И. Торопов [8] M.E. Gage, R.F. Dziuba, B.F. Field, E.R. Williams, S.M. Girvin, Nonlinearity of acousic effects and A.C. Gossard, D.C. Tsui, R.J. Wagner. Phys. Rev. Lett., 51, highfrequency conductivity in 1374 (1983).

GaAs/AlGaAs heterostructures in the [9] S. Komiyama, T. Takamasu, S. Hiyamizu, S. Sasa. Sol. St.

Integer Quantum Hall Effect regime Commun, 54, 479 (1985).

[10] V.L. Pokrovky, L.P. Pryadko, A.L. Talapov. J. Phys.: Condens.

I.L. Drichko, A.M. Diakonov, I.Yu. Smirnov, Matter., 2, 1583 (1990).

A.I. Toropov [11] M. Furlan. Phys. Rev. B, 57, 14 818 (1998) (и ссылки в этой статье).

Ioffe Physicotechnical Institute, [12] D.G. Polyakov, B.I. Shklovskii. Phys. Rev. B, 48, 11 Russian Academy of Sciences, (1993).

194021 St. Petersburg, Russia [13] А.М. Крещук, Е.П. Лаурс, Т.А. Полянская, И.Г. Савельев, Semiconductor Physics Institute, И.И. Сайдашев, Е.М. Семашко. ФТП, 22, 2162 (1988). [In Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, transl.: Sov. Phys. Semicond., 22, 1364 (1988)].

630090 Novosibirsk, Russia [14] I.L. Drichko, A.M. Diakonov, V.D. Kagan, I. Yu. Smirnov, A.I. Toropov. Proc. 24th Int. Conf. Physics of Semi

Abstract

The nonlinearity observed alongside with the surface conductors (Jerusalem, Israel) ed. by D. Gershoni (World acoustic wave (SAW) intensity attenuation and velocity V /V Scientific, 1998) CD-ROM.

changes, associated with the SAW interaction with the 2D-electrons [15] И.Л. Дричко, А.М. Дьяконов, А.М. Крещук, Т.А. Полянin the GaAs/AlGaAs heterostructures, have been measured. The ская, И.Г. Савельев, И.Ю. Смирнов, А.В. Суслов. ФТП, 31, measurements were performed in the integer quantum Hall regime 451 (1997). [In transl.: Semiconductors, 31, 384 (1997)].

when the 2D-electrons are localized in the impurity random [16] И.Л. Дричко, А.М. Дьяконов, И.Ю. Смирнов, В.В. Преобраpotential. Real 1(E) and imaginary 2(E) parts of the highженский, А.И. Торопов. ФТП, 33, 979 (1999). [In transl.:

frequency conductivity 2(E) parts of the high-frequency conducSemiconductors, 33, 892 (1999)].

tivity = 1 -i2 as a function of the electric field accompanying [17] В.Д. Каган. ФТП, 31, 470 (1997).

the SAW have been determined. In the activation conductivity [18] Б.И. Шкловский. ФТП, 13, 93 (1979).

region where 1 2, the results obtained could be explained [19] Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос. Электронные свойства by the nonlinear percolation conductivity theory of Shklovskii, легированных полупроводников (М., Наука, 1979).

which makes it possible to evaluate the random fluctuation potential [20] А.Л. Эфрос. ЖЭТФ, 89, 1834 (1985) [In transl.: Zh. Eksp.

amplitude; 1(E) and 2(E) dependencies in the high-frequency Teor. Fiz., 89, 1057 (1985)].

hopping conductivity region where 1 2, and a non-linear [21] A.L. Efros, F.G. Pikus, V.G. Barnett. Phys. Rev. B, 47, theory is still lacking, are also presented.

(1993).

[22] Ю.М. Гальперин, Э.Я. Приев. ФТТ, 29, 3016 (1987).

[23] A. Wixforth, J. Scriba, M. Wassermeier, J.P. Kotthaus, G. Weimann, W. Schlapp. Phys. Rev. B, 40, 7874 (1989).

[24] A. Schenstrom, M. Levy, B.K. Sarma, H. Morko. Sol. St.

Commun., 68, 357 (1988).

Редактор Т.А. Полянская Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.