Влияние двухподзонного энергетического спектра на проводимость nGaAs/AlGaAs c широкой квантовой ямой / Дричко И.Л., Смирнов И.Ю., Нестоклон М.О., Суслов А.В., Kamburov D., Baldwin K.W., Pfeiffer L.N., West K.W., Голуб Л.Е.

Объектами исследования в настоящей работе являются многослойные структуры nGaAlAs/GaAs/GaAlAs с широкой (75 нм) квантовой ямой (КЯ) GaAs и подвижностью электронов=2.2×107 см2/Вс и концентрацией n=1.4×1011 см-2 (при Т=0.3 K). Измерения проводилисьбесконтактными акустическими методами в области частот поверхностных акустических волн (ПАВ)30-307 МГц, температур 20-500 мК и магнитных полей B до 18 Тл.В структурах с широкой КЯ электроны под влиянием электростатического отталкиванияприжимаются к границам ямы, образуя двухслойную структуру. Наличие 2-х взаимодействующихслоев приводит к электронному спектру, состоящему из 2-х подзон с симметричной (S) иантисимметричной (AS) волновыми функциями. Энергетическая щель между этими подзонами SASопределяется взаимодействием между слоями: чем меньше взаимодействие, тем меньше SAS.Наличие 2-х подзон приводит к возникновению резонансного рассеяния в малых магнитных полях,связанного с межподзонными переходами, которые возникают при выполнении условия SAS/c=k,где k-целое число. Этот эффект проявляется в возникновении осцилляций проводимости,эквидистантных по 1/B. Эти осцилляции и наблюдались в нашем эксперименте в полях В<0.3 Tл,причем анализ положения их минимумов от 1/B дал возможность определить SAS=0.42 мэВ [1].В структурах с одной зоной при изменении магнитного поля наблюдаются обычно 2 серииосцилляций Шубникова-де Гааза (Ш-дГ), связанных с орбитальным и спиновым расщеплениемуровней Ландау. Однако, в исследуемой структуре в области магнитных полей 0.5Тл<B<1.5Tлнаблюдается 4 серии осцилляций Ш-дГ. Этот факт можно объяснить двухподзонной энергетическойсхемой, характерной для электронов в широкой КЯ в области активационной проводимости: 1-аясерия осцилляций связана с переходами электронов с уровней Ландау AS подзоны на уровни Sподзоны с разными номерами, 2–ая с переходами с уровней S подзоны на уровни AS подзоны содинаковыми номерами, а 3 и 4 серия – со спиновым расщеплением S и AS подзон. Для проверкибыли исследованы зависимости амплитуд осцилляций проводимости от угла наклона магнитногополя относительно нормали к поверхности структуры при Т=310 мК. Оказалось, что при некоторых минимумы в проводимости для некоторых серий осцилляций сменяются максимумами. Обычноэтот эффект возникает при пересечении уровней Ландау на уровне Ферми.Былa развита теория, которая показала, что пересечения уровней Ландау из разных подзонмогут быть связаны не только с изменением щели SAS [2] от B||, которая очень мало меняется визучаемой структуре, но и с различной зависимостью циклотронных энергий в S и AS подзонах от B||в области B|| = 0…2 Tл, причем циклотронная энергия в S подзоне уменьшается, а в AS подзонеувеличивается с ростом B||. Была определена величина g-фактора, которая являлась подгоночнымпараметром при сопоставлении теории и эксперимента. Работа подтверждает влияние двухподзоннойэнергетической схемы на картину осцилляций Ш-дГ даже при малой энергии SAS=0.42 мэВ.