ИФМ РАН Обменное усиление g-фактора в двумерном электронном газе ИФМ РАН Криштопенко С.С. Образовательный семинар аспирантов и студентов 11 ноября, ИФМ. - презентация

1 ИФМ РАН Обменное усиление g-фактора в двумерном электронном газе ИФМ РАН Криштопенко С.С. Образовательный семинар аспирантов и студентов 11 ноября, ИФМ РАН, 2010

2 ИФМ РАН Одноэлектронная задача в параболической зоне

3 ИФМ РАН Методы измерения g-фактора в 2D электронном газе Магнитооптические методы Магнитотранспортные методы Электронный спиновый резонанс Циклотронные возбуждения с переворотом спина

4 ИФМ РАН Обменное усиление g-фактора в 2D электронном газе

5 ИФМ РАН Обменное усиление g-фактора в 2D электронном газе

6 ИФМ РАН 2D электронный газ в КЯ InAs возникает вследствие ионизации доноров на поверхности покрывающего слоя GaSb и глубоких доноров в барьерах AlSb, что приводит к возникновению встроенного электрического поля. Пунктирной линией показано положение Г-долины в зоне проводимости AlSb. Зонная структура номинально нелегированных образцов InAs /AlSb m C ~0.03m 0 ~ см 2 /В. с ~ см 2 /В. с

7 ИФМ РАН Мотивации для теоретического исследования обменного усиления g- фактора в гетероструктурах InAs/AlSb

8 ИФМ РАН Осцилляции g-фактора 2D электронов в квантующих магнитных полях

9 ИФМ РАН Приближение Хартри и модель Кейна 0 E 7v 8v 6c

10 ИФМ РАН Учёт уширения уровней Ландау Энергия Ферми определяется из нормировки полной плотности состояний:

11 ИФМ РАН Уровни Ландау и положение уровня Ферми в приближении Хартри

12 ИФМ РАН Поправки, связанные с обменным взаимодействием Кулоновская функция Грина Экранировка в приближении Томаса-Ферми:

13 ИФМ РАН Уровни Ландау квазичастиц и положение уровней Ферми в приближении Хартри-Фока

14 ИФМ РАН Осцилляции g-фактора в КЯ InAs/AlSb от магнитного поля

15 ИФМ РАН Обменное усиление g-фактора в 2D электронном газев КЯ InAs/AlSb Обменное усиление g-фактора в 2D электронном газе в КЯ InAs/AlSb

16 ИФМ РАН Сравнение с экспериментом в умеренных магнитных полях

17 ИФМ РАН Сравнение с экспериментом в Phys. Rev. B 47, (1993).

18 ИФМ РАН Основные результаты работы Впервые в рамках модели Кейна в «экранированном» приближении Хартри-Фока с учётом уширения уровней Ландау выполнены количественные расчёты обменного усиления g-фактора квазичастиц в КЯ AlSb/InAs/AlSb с непараболическим законом дисперсии в зоне проводимости. Впервые в рамках модели Кейна в «экранированном» приближении Хартри-Фока с учётом уширения уровней Ландау выполнены количественные расчёты обменного усиления g-фактора квазичастиц в КЯ AlSb/InAs/AlSb с непараболическим законом дисперсии в зоне проводимости. Впервые показано, что обменное взаимодействие, приводит к усилению g-фактора как при нечётных так и при чётных факторах заполнения уровней Ландау. Впервые показано, что обменное взаимодействие, приводит к усилению g-фактора как при нечётных так и при чётных факторах заполнения уровней Ландау. Впервые продемонстрировано, что амплитуда и форма осцилляций усиленного g-фактора квазичастиц определяется не только электрон- электронным взаимодействием, но и величиной уширения уровней Ландау вследствие случайного потенциала. Впервые продемонстрировано, что амплитуда и форма осцилляций усиленного g-фактора квазичастиц определяется не только электрон- электронным взаимодействием, но и величиной уширения уровней Ландау вследствие случайного потенциала.

19 ИФМ РАН Спектр и циклотронная масса в модели прямоугольной КЯ AlSb/InAs/AlSb.

20 ИФМ РАН Учёт электрон - электронного взаимодействия = G + Задача о нахождении кулоновской функции Грина в плоскослоистой среде + = + + … =

21 ИФМ РАН Восьмизонный гамильтониан Кейна Гетероструктуры InAs/AlSb выращиваются на плоскости (001), при росте на этой плоскости тензор деформации может иметь только три отличные от нуля компоненты: XX = YY, ZZ. Оси x, y, z направлены вдоль [100], [010], [001] соответственно.

22 ИФМ РАН Поправки, связанные с обменным взаимодействием Кулоновская функция Грина