Kollektivnyy depinning i skol'zhenie dvumernogo kvantovogo elektronnogo tverdogo tela v poluprovodnikakh (Minyubzor)

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

Мы сообщаем о наблюдении двух различных пороговых значений на вольт-амперных характеристиках, сопровождающихся пиком широкополосного токового шума, возникающим между двумя пороговыми напряжениями, в изолирующем состоянии сильно взаимодействующих двумерных электронных систем. Эти эффекты наблюдались в кремниевых полевых транзисторах типа металл-оксид-полупроводник и гетероструктурах SiGe/Si/SiGe со сверхвысокой подвижностью. Феноменологическая теория коллективного депиннинга упругих структур может объяснить наблюдаемые результаты. Это свидетельствует об образовании электронного твердого тела в этих электронных системах и демонстрирует общность эффекта для различных классов двумерных электронных систем. Интересно, что двухпороговые вольт-амперные кривые, указывающие на образование электронного твердого тела при низких плотностях, не наблюдаются в режиме квантового холла. Отсутствие наблюдений не подтверждает существование квазичастичного квантового холловского вигнеровского твердого тела и указывает на то, что квазичастицы вблизи целочисленного заполнения не образуют независимой подсистемы.

Авторлар туралы

A. Shashkin

Институт физики твердого тела

Email: shashkin@issp.ac.ru
Черноголовка, Россия

S. Kravchenko

Physics Department, Northeastern University

Email: email@example.com
Boston, MA, USA

Әдебиет тізімі

  1. V. T. Dolgopolov, Phys.-Uspekhi 60, 731 (2017).
  2. V. M. Pudalov, M. D’Iorio, S. V. Kravchenko, and J. W. Campbell, Phys. Rev. Lett. 70, 1866 (1993).
  3. T. Knighton, Z. Wu, J. Huang, A. Serafin, J. S. Xia, L. N. Pfeiffer, and K. W. West, Phys. Rev. B 97, 085135 (2018).
  4. P. Brussarski, S. Li, S. V. Kravchenko, A. A. Shashkin, and M. P. Sarachik, Nat. Commun. 9, 3803 (2018).
  5. A. V. Chaplik, Sov. Phys. JETP 35, 395 (1972).
  6. B. Tanatar and D. M. Ceperley, Phys. Rev. B 39, 5005 (1989).
  7. V. Kagalovsky, S. V. Kravchenko, and D. Nemirovsky, Physica E 119, 114016 (2020).
  8. C. Attaccalite, S. Moroni, P. Gori-Giorgi, and G. B. Bachelet, Phys. Rev. Lett. 88, 256601 (2002).
  9. B. Spivak and S. A. Kivelson, Phys. Rev. B 70, 155114 (2004).
  10. B. Spivak and S. A. Kivelson, Ann. Phys. 321, 2071 (2006).
  11. M. V. Zverev, V. A. Khodel, and S. S. Pankratov, JETP Lett. 96, 192 (2012).
  12. A. A. Shashkin, S. V. Kravchenko, V. T. Dolgopolov, and T. M. Klapwijk, Phys. Rev. Lett. 87, 086801 (2001).
  13. A. A. Shashkin, S. V. Kravchenko, V. T. Dolgopolov, and T. M. Klapwijk, Phys. Rev. B 66, 073303 (2002).
  14. V. M. Pudalov, M. E. Gershenson, H. Kojima, N. Butch, E. M. Dizhur, G. Brunthaler, A. Prinz, and G. Bauer, Phys. Rev. Lett. 88, 196404 (2002).
  15. J. Zhu, H. L. Stormer, L. N. Pfeiffer, K. W. Baldwin, and K. W. West, Phys. Rev. Lett. 90, 056805 (2003).
  16. Y.-W. Tan, J. Zhu, H. L. Stormer, L. N. Pfeiffer, K. W. Baldwin, and K. W. West, Phys. Rev. Lett. 94, 016405 (2005).
  17. A. A. Shashkin, S. Anissimova, M. R. Sakr, S. V. Kravchenko, V. T. Dolgopolov, and T. M. Klapwijk, Phys. Rev. Lett. 96, 036403 (2006).
  18. T. Gokmen, M. Padmanabhan, and M. Shayegan, Phys. Rev. B 81, 235305 (2010).
  19. A. Mokashi, S. Li, B. Wen, S. V. Kravchenko, A. A. Shashkin, V. T. Dolgopolov, and M. P. Sarachik, Phys. Rev. Lett. 109, 096405 (2012).
  20. Y. Kasahara, Y. Oshima, J. Falson, Y. Kozuka, A. Tsukazaki, M. Kawasaki, and Y. Iwasa, Phys. Rev. Lett. 109, 246401 (2012).
  21. J. Falson, Y. Kozuka, J. H. Smet, T. Arima, A. Tsukazaki, and M. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 107, 082102 (2015).
  22. A. Y. Kuntsevich, Y. V. Tupikov, V. M. Pudalov, and I. S. Burmistrov, Nat. Commun. 6, 7298 (2015).
  23. M. Y. Melnikov, A. A. Shashkin, V. T. Dolgopolov, S.-H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, Sci. Rep. 7, 14539 (2017).
  24. M. Y. Melnikov, A. A. Shashkin, V. T. Dolgopolov, A. Y. X. Zhu, S. V. Kravchenko, S.-H. Huang, and C. W. Liu, Phys. Rev. B 99, 081106(R) (2019).
  25. J. Falson, I. Sodemann, B. Skinner, D. Tabrea, Y. Kozuka, A. Tsukazaki, M. Kawasaki, K. von Klitzing, and J. H. Smet, Nat. Mater. 21, 311 (2022).
  26. M. Y. Melnikov, A. A. Shakirov, A. A. Shashkin, S. H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, Sci. Rep. 13, 17364 (2023).
  27. R. Fletcher, V. M. Pudalov, A. D. B. Radcliffe, and C. Possanzini, Semicond. Sci. Technol. 16, 386 (2001).
  28. V. J. Goldman, M. Santos, M. Shayegan, and J. E. Cunningham, Phys. Rev. Lett. 65, 2189 (1990).
  29. J. Campbell, M. D’Iorio, and V. Pudalov, Physica B: Condensed Matter 194–196, 1241 (1994).
  30. V. M. Pudalov and S. T. Chui, Phys. Rev. B 49, 14062 (1994).
  31. V. M. Pudalov, J. Phys. IV France 12, 331 (2002).
  32. T. Giamarchi, Electronic glasses, in Quantum Phenomena in Mesoscopic Systems, IOS Press (2003), p. 303.
  33. M. S. Hossain, M. K. Ma, K. A. Villegas-Rosales, Y. J. Chung, L. N. Pfeiffer, K. W. West, K. W. Baldwin, and M. Shayegan, Phys. Rev. Lett. 129, 036601 (2022).
  34. P. T. Madathil, K. A. V. Rosales, Y. J. Chung, K. W. West, K. W. Baldwin, L. N. Pfeiffer, L. W. Engel, and M. Shayegan, Phys. Rev. Lett. 131, 236501 (2023).
  35. H. W. Jiang, H. L. Stormer, D. C. Tsui, L. N. Pfeiffer, and K. W. West, Phys. Rev. B 44, 8107 (1991).
  36. V. T. Dolgopolov, G. V. Kravchenko, A. A. Shashkin, and S. V. Kravchenko, Phys. Rev. B 46, 13303 (1992).
  37. A. A. Shashkin, V. T. Dolgopolov, and G. V. Kravchenko, Phys. Rev. B 49, 14486 (1994).
  38. S. Marianer and B. I. Shklovskii, Phys. Rev. B 46, 13100 (1992).
  39. W. J. Yeh and Y. H. Kao, Phys. Rev. B 44, 360 (1991).
  40. G. Blatter, M. Y. Feigel’man, Y. B. Geshkenbein, A. I. Larkin, and V. M. Vinokur, Rev. Mod. Phys. 66, 1125 (1994).
  41. V. V. Shmidt, The physics of superconductors: introduction to fundamentals and applications, Springer, Berlin (1997).
  42. T. J. Bullard, J. Das, G. L. Daquila, and U. C. Tauber, Eur. Phys. J. B 65, 469 (2008).
  43. R. Heemskerk and T. M. Klapwijk, Phys. Rev. B 58, R1754 (1998).
  44. M. Ovadia, B. Sacepe, and D. Shahar, Phys. Rev. Lett. 102, 176802 (2009).
  45. B. L. Altshuler, V. E. Kravtsov, I. V. Lerner, and I. L. Aleiner, Phys. Rev. Lett. 102, 176803 (2009).
  46. A. A. Shashkin, Phys. Usp. 48, 129 (2005).
  47. J. Jaroszyn´ski, D. Popovi´c, and T. M. Klapwijk, Phys. Rev. Lett. 89, 276401 (2002).
  48. J. Jaroszyn´ski, D. Popovi´c, and T. M. Klapwijk, Phys. Rev. Lett. 92, 226403 (2004).
  49. M. Y. Melnikov, A. A. Shashkin, V. T. Dolgopolov, S.-H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 106, 092102 (2015).
  50. V. T. Dolgopolov, M. Y. Melnikov, A. A. Shashkin, S.-H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, Phys. Rev. B 103, L161302 (2021).
  51. M. Y. Melnikov, A. A. Shashkin, S.-H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, Appl. Phys. Lett. 125, 153102 (2024).
  52. M. Y. Melnikov, V. T. Dolgopolov, A. A. Shashkin, S.-H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, J. Appl. Phys. 122, 224301 (2017).
  53. M. Y. Melnikov, A. A. Shashkin, S.-H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, Phys. Rev. B 109, L041114 (2024).
  54. F. I. B. Williams, P. A. Wright, R. G. Clark, E. Y. Andrei, G. Deville, D. C. Glattli, C. Dorin, C. T. Foxon, and J. J. Harris, Phys. Rev. Lett. 66, 3285 (1991).
  55. L. Engel, C.-C. Li, D. Shahar, D. Tsui, and M. Shayegan, Solid State Commun. 104, 167 (1997).
  56. P. D. Ye, L. W. Engel, D. C. Tsui, R. M. Lewis, L. N. Pfeiffer, and K. West, Phys. Rev. Lett. 89, 176802 (2002).
  57. G. Sambandamurthy, Z. Wang, R. Lewis, Y. P. Chen, L. Engel, D. Tsui, L. Pfeiffer, and K West, Solid State Commun. 140, 100 (2006),
  58. B.-H. Moon, L. W. Engel, D. C. Tsui, L. N. Pfeiffer, and K. W. West, Phys. Rev. B 89, 075310 (2014).
  59. M. L. Freeman, P. T. Madathil, L. N. Pfeiffer, K. W. Baldwin, Y. J. Chung, R. Winkler, M. Shayegan, and L. W. Engel, Phys. Rev. Lett. 132, 176301 (2024).
  60. Y. Chen, R. M. Lewis, L. W. Engel, D. C. Tsui, P. D. Ye, L. N. Pfeiffer, and K. W. West, Phys. Rev. Lett. 91, 016801 (2003).
  61. R. M. Lewis, Y. Chen, L. W. Engel, D. C. Tsui, P. D. Ye, L. N. Pfeiffer, and K. W. West, Phys. Rev. Lett. 93, 176808 (2004).
  62. R. Lewis, Y. Chen, L. Engel, D. Tsui, P. Ye, L. Pfeiffer, and K. West, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 22, 104 (2004); 15th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-15).
  63. H. Zhu, Y. P. Chen, P. Jiang, L. W. Engel, D. C. Tsui, L. N. Pfeiffer, and K. W. West, Phys. Rev. Lett. 105, 126803 (2010).
  64. A. T. Hatke, Y. Liu, B. A. Magill, B. H. Moon, L. W. Engel, M. Shayegan, L. N. Pfeiffer, K. W. West, and K. W. Baldwin, Nat. Commun. 5, 4154 (2014).
  65. B.-H. Moon, L. W. Engel, D. C. Tsui, L. N. Pfeiffer, and K. W. West, Phys. Rev. B 92, 035121 (2015).
  66. K.-S. Kim and S. A. Kivelson, npj Quantum Mater. 6, 22 (2021).
  67. M. Y. Melnikov, D. G. Smirnov, A. A. Shashkin, S. H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, arXiv:2504.02738 [cond-mat.strel].
  68. M. Y. Melnikov, D. G. Smirnov, A. A. Shashkin, S.-H. Huang, C. W. Liu, and S. V. Kravchenko, Phys. Rev. B 111, L041301 (2025).
  69. A. A. Shashkin, M. Y. Melnikov, and S. V. Kravchenko, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 168, 116192 (2025).
  70. C. Reichhardt and C. J. O. Reichhardt, Phys. Rev. B 106, 235417 (2022).
  71. C. Reichhardt and C. J. O. Reichhardt, J. Phys.: Condens. Matter 35, 325603 (2023).
  72. S. T. Chui and B. Tanatar, Phys. Rev. Lett. 74, 458 (1995).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025