Индуцированные магнитным полем переходы между двухслойными и однослойными состояниями электронных систем в широких квантовых ямах / Дорожкин С.И., Капустин А.А., Федоров И.Б., Umansky V., Smet J.H.

При помощи модифицированной емкостной методики [1] исследована сжимаемостьдвухслойных (двухподзонных) электронных систем (ЭС), создаваемых в широких асимметричныхквантовых ямах GaAs шириной 60 и 50 нм, помещенных между двумя затворами. Установлено, что вслабых магнитных полях в емкостях, измеренных между ЭС и затворами, доминируют сигналы,связанные со сжимаемостью слоя, ближайшего ксоответствующему затвору. Обнаружено, что сильноемагнитное поле стимулирует переходы таких систем воднослойные состояния при заполнении электронами двухи одного спиновых подуровня Ландау с возникновениемсоответствующих состояний квантового эффекта Холла.Такие переходы происходят независимо от заполненияразных слоев в нулевом магнитном поле. В квантовой ямешириной 60 нм при развертке магнитного полянаблюдалась серия переходов между несжимаемымисостояниями с факторами заполнения 2 1 и 1 в слое сбольшей плотностью электронов и такими же факторамизаполнения во всей системе. В квантовой яме шириной50 нм электронная система переходит в однослойноесостояние при значении полного фактора заполнения 2 и остается в таком состоянии при меньших факторахзаполнения, демонстрируя, в частности,состояния дробного квантового эффекта Холла нафакторах заполнения 5/3 и 4/3. Для исследованнойгеометрии выполнены вычисления особенностей вемкости, обусловленных квантовыми особенностями всжимаемости электронной системы и ее отдельных слоев.Установлено, что наблюдение одинаковых особенностей внормированных значениях емкостей между ДЭС иразными затворами свидетельствует ободнослойном характере электронной системы. Небольшойдополнительный сдвиг по вертикали,необходимый для совмещения в сильных магнитных полях нормированных емкостных кривых,измеренных с разных затворов, по-видимому, отражает перераспределение электронов вдоль осироста гетероструктуры при формировании однослойной системы