ÂÉÏÃÑÁÖÉÊÏ ÓÇÌÅÉÙÌÁ ÂÉÏÃÑÁÖÉÊÏ ÓÇÌÅÉÙÌÁ

ΑΚΕΡΑΙΟ ΚΒΑΝΤΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ HALL

  1. MAGNETOTRANSPORT IN A PSEUDOMORPHIC GaAs/Ga0.8In0.2As/Ga0.75Al0.25As HETEROSTRUCTURE WITH A Si DELTA-DOPING LAYER
    VANDERBURGT M, KARAVOLAS VC, PEETERS FM, et al.
    PHYSICAL REVIEW B-CONDENSED MATTER
    52: (16) 12218-12231 OCT 15 1995


Η επδραση ισχυρν μαγνητικν πεδων σε κβαντικ χαμηλοδιστατα ημιαγγιμα συστματα συγκεντρνουν ντονο ερευνητικ ενδιαφρον η δε ανδειξη του Κβαντικο Φαινομνου Ηall αποτελε να απ τα μετωπικ φυσικ φαινμενα στις μρες μας.

Πειραματικς μετρσεις της μαγνητοαντστασης και της αντστασης Ηall σε κβαντικ πηγδι Ga0.8 In0.2 As με να παρλληλο δ-στρμα Si πραγματοποιθηκαν σε μαγνητικ πεδα μχρι 50 Τ και σε θερμοκρασες απ 1.4 μχρι 4.2 Κ. Η συγκντρωση των φορων μεταβλλεται ακτινοβολντας το δεγμα (persistent photoconductivity). Στις χαμηλς συγκεντρσεις μνο η καττερη υποζνη του κβαντικο πηγαδιο εναι κατειλλημνη και παρατηρεται το Ακραιο Κβαντικ Φαινμενο Hall.


Αυξνοντας την συγκντρωση των φορων η δετερη υποζνη του κβαντικο πηγαδιο καταλαμβνεται και ακμα για μεγαλτερες συγκεντρσεις η χαμηλτερη υποζνη του δ-στρματος.


Ττε παρατηρονται τα εξς φαινμενα:

α) Παρλληλη αγωγιμτητα μεταξ του πηγαδιο και του δ-στρματος για Β<30 Τ

β) Μαγνητικ πγωμα των φορων

γ) Κβαντικ φαινμενο Hall στο δ-στρμα.


Η θεωρητικ μας ανλυση στηρζεται σε να μοντλο παρλληλης αγωγιμτητας δο αερων. Απ τα πειραματικ δεδομνα για τα χαμηλα πεδα υπολογσαμε τις συγκεντρσεις κθε υποζνης καθς και τις ευκινησες τους. Για τα υψηλ μαγνητικ πεδα χρησιμοποιθηκαν διαπλατυσμνα (γκαουσιαν κατανομ). Υπολογσαμε το πλτος των επιπδων Landau, το πλτος των "extended states" στο κβαντικ πηγδι και στο δ-στρμα. Για ενδιμεσες συγκεντρσεις φορων το "μαγνητικ πγωμα" βρθηκε να εναι ιδιατερα σημαντικ στα υψηλ πεδα. Η σγκριση θεωρας και πειρματος εναι πολ καλ.


  1. MAGNETOTRANSPORT PROPERTIES OF Si-DELTA-DOPED InSb LAYERS GROWN ON GaAs
    DEKEYSER A, BOGAERTS R, VANBOCKSTAL L, W. HOEKS, F.HERLACH, V.C.KARAVOLAS et al.
    PHYSICA B
    211: (1-4) 455-457 MAY 1995


Πειραματικς μετρσεις σε δεγματα InSb ντοπαρισμνα με δκα δ-στρματα Si δειξαν τι υπρχει ταυτχρονα και τρισδιστατο και διδιστατο ηλεκτρονικ αριο. Πραγματοποιθηκαν μετρσεις απ 0-50 Τ της μαγνητοαντστασης και της Hall ειδικς αντστασης για θερμοκρασες απ 1.4 μχρι 4.2 Κ.


Παρατηρθηκε τι για χαμηλ μαγνητικ πεδα το τρισδιστατο αριο κυριαρχε . Σε ψηλτερα πεδα (στην περιοχ των 30 Τ) χουμε μια μετβαση απ το τρισδιστατο αριο στο διδιστατο. Παρατηρθηκε τι σε λγο υψηλτερα πεδα η Hall ειδικ αντσταση σταθεροποιεται σε μια τιμ κοντ στα 26 kOhm, χαρακτηριστικ για το ν=1 πλατ στο Ακραιο Κβαντικ Φαινμενο Hall.

Η μετβαση αυτ οφελεται στο "μαγνητικ πγωμα" των τρισδιστατων φορων. Η τιμ της αντστασης Hall εναι δεκαπλσια της αναμενμενης αν το κθε δ-στρμα δροσε ξεχωριστ .

Τα δκα αυτ δ-στρματα δεν εναι πιθαν να χουν ενωθε σε να που να εμφανζει το Ακραιο Κβαντικο Φαινμενο Hall γιατ το πλτος του δημιουργομενου πηγαδιο (μεγαλτερο απ 500 nm) εναι αρκετ μεγλο στε να μην επιτρπει την παρατρηση ξεχωριστν υποζωνν σε αντθεση με τα πειραματικ δεδομνα. ρα θα πρπει να σχηματζεται σε κποιο σημεο του δεγματος (πιθαντατα στην ενδοεπαφ GaAs/InGaAs) να ξεχωριστ διδιστατο αριο που τελικ παρατηρεται.



  1. INTERPLAY OF 2D AND 3D CHARGE CARRIERS IN Si-DELTA -DOPED InSb LAYERS GROWN EPITAXIALLY ON GaAs
    DeKeyser A, Bogaerts R, Karavolas VC, et al.
    SOLID-STATE ELECTRONICS
    40: (1-8) 395-398, Sp. Iss. SI 1996


Πειραματικς μετρσεις σε δεγματα InSb ντοπαρισμνα με να δ-στρμα Si δειξαν τι υπρχει ταυτχρονα και τρισδιστατο και διδιστατο ηλεκτρονικ αριο. Πραγματοποιθηκαν μετρσεις απ 0-50 Τ της μαγνητοαντστασης και της ειδικς αντστασης Hall για θερμοκρασες απ 1.4 μχρι 4.2 Κ.


Παρατηρθηκε τι για χαμηλ μαγνητικ πεδα το τρισδιστατο αριο κυριαρχε . Σε ψηλτερα πεδα (στην περιοχ των 30 Τ) χουμε μια μετβαση απ το τρισδιστατο αριο στο διδιστατο. Παρατηρθηκε τι σε λγο υψηλτερα πεδα η Hall ειδικ αντσταση σταθεροποιεται σε μια τιμ κοντ στα 26 kOhm, χαρακτηριστικ για το ν=1 πλατ στο Ακραιο Κβαντικ Φαινμενο Hall.

Η μετβαση αυτ οφελεται στο "μαγνητικ πγωμα" των τρισδιστατων φορων.


Η θεωρητικ ανλυση στηρχθηκε σε να μοντλο παρλληλης αγωγιμτητας δο αερων, ενς τρισδιστατου και ενς διδιστατου. Υπολογσθηκαν αριθμητικς τιμς για τους συντελεστς μεταφορς καθς και για τους μηχανισμος του "μαγνητικο παγματος" των τρισδιστατων φορων. Η συγκριση πειρματος και θεωρας ταν ικανοποιητικ.



  1. 2D SEMICONDUCTORS AT THE LEUVEN PULSED FIELD FACILITY

R. Bogaerts, A. De Keyser, L. Van Bockstal, M. van der Burgt, A. Van Esch, R. Provoost, R.

Silverans, F. Herlach, B. Swinnen, A.F.W. van de Stadt, P.M. Koenraad, J.H Wolter, V.C.

Karavolas, F. M. Peeters, W. van de Graaf and G. Borghs

Physicalia Mag. 19 229 (1997) .


Η εργασα αυτ αποτελε την κθεση των πειραματικν και θεωρητικν αποτελεσμτων της ομδας του Εργαστηρου

Ισχυρν Μαγνητικν Πεδων στο Πανεπιστμιο του Leuven (Laboratorium

voor Vaste-Stoffysica en Magnetisme), σχετικ με το Ακραιο Κβαντικ

Φαινμενο Hall σε ημιαγγιμες διατξεις και σε πολ υψηλ μαγνητικ πεδα.

Συγκεκριμνα:

α) Ιδιτητες της μαγνητοαντστασης ενς δ-στρματος ντοπαρισμνου Si σε InSb.

β) Μαγνητοαντσταση μις ψευδομορφικς GaAs/AlGaAs ετεροεπαφς με να δ-στρμα ντοπαρισμνου Si.

γ) Συνεργασα διδιστατων και τρισδιστατων φορων φορτου σε να δ-στρμα InSb ντοπαριsμνου με Si.



  1. SYSTEMATIC STUDY OF THE WIEDERMANN-FRANZ LAW IN THE QUANTUM HALL- EFFECT REGIME

Karavolas VC, Triberis GP

PHYSICAL REVIEW B-CONDENSED MATTER

59: (11) 7590-7595 MAR 15 1999


να απ τα σημαντικτερα ανοικτ προβλματα απ την ανακλυψη του Κβαντικο Φαινομνου Hall εναι αυτ της θερμικς μεταφορς. Αν και νας αριθμς απ εργασες χουν ασχοληθε με την θερμοσχ και τη θερμικ αγωγιμτητα, η κατσταση παραμνει ασαφς. Θεμελιδεις νμοι πως ο νμος των Wiedemann-Franz που χαρακτηρζουν το 3-D ηλεκτρονικ αριο (πως εξ' λλου και ο νμος του Ohm) χουν αμφισβητηθε. Μια πειστικ συστηματικ ανλυση, και η ερμηνεα των πιθανν αποκλσεων αποτελον μρος του προβλματος. Αν και τα πειραματικ δεδομνα μετρημνα σε απουσα μαγνητικο πεδου του Syme et al. δεχνουν τι ο νμος αυτς ισχει, οι θεωρητικς εργασες των Oji και του Blanter προβλπουν το αντθετο χωρς να δνουν μια ικανοποιητικ εξγηση.


Στην παροσα εργασα παρουσιζουμε μια συστηματικ ανλυση του προβλματος. Υπολογζουμε αναλυτικ και αριθμητικ τον τανυστ της θερμικς αγωγιμτητας που οφελεται στην διχυση για διαφορετικ μαγνητικ πεδα και διαπλτυνση επιπδων Landau. Η ανλυση μας δεχνει τι η διαγνια συνιστσα της θερμικς αγωγιμτητας παραβιζει τον νμο των Wiedemann-Franz για μικρς διαπλατνσεις επιπδων Landau. Υπεθυνες εναι οι ενεργειακς παργωγοι της διαγνιας συνιστσας της ηλεκτρικς αγωγιμτητας και σαν επακλουθο η μορφ της πυκντητας καταστσεων. Στην περπτωση της μη-διαγνιας συνιστσας οι αποκλσεις που υπολογσαμε εναι σημαντικ μικρτερες και τα αποτελσματα μας εναι πολ λιγτερο ευασθητα στην μορφ της πυκντητας καταστσεων.