Квантовый транспорт и коллективные явления в двумерных электронных системах в гетероструктурах AlGaAs/GaAs и AlGaN/GaN, квантовых ямах CdH

Цель работы
Экспериментальное исследование новых квантовых эффектов и коллективных явлений в двумерных электронных системах в гетероструктурах AlGaAs/GaAs и AlGaN/GaN, квантовых ямах CdHgTe/HgTe/GdHgTe и наноструктурах на их основе.
Квантовый транспорт и коллективные явления в узких квантовых проволоках с и латеральных короткопериодных сверхрешетках
Двумерный полуметалл в квантовых ямах на основе HgTe

Латтинжеровская жидкость в узких квантовых проволоках.
На рисунке слева квантовая проволока без примеси. Ее полная проводимость квантована. Согласно современным теориям из-за взаимодействия между электронами они создают так называемую жидкость Латтинжера. Добавление одной примеси в такую жидкость должно приводить к разрушению квантования из-за фактического торможения такой электронной жидкости этой примесью. Экспериментальная проверка такого предсказания является одной из самых важных задач физики сильно коррелированных систем.

Регулярность и хаос в периодических нанорешетках
Соизмеримые пики и h/e осцилляции – отражение регулярных электронных траекторий в такой решетке. Наряду с этим в них существуют и хаотические траектории, приводящие к флуктуационному поведению сопротивления.

Регулярность и хаос в периодических нанорешетках
Соизмеримые пики магнитосопротивления и осцилляции Ааронова-Бома в решетке с периодом 200 нм

Металлы, диэлектрики и полуметаллы.
При нулевой температуре в металле существует только один тип носителей заряда (либо электроны либо дырки), а в диэлектрике их концентрация равна нулю. Принципиальное отличительное свойство полуметалла – одновременное существование электронов и дырок.

Двумерный полуметалл в квантовой яме на основе теллурида ртути
Энергетический спектр
Структура с HgTe квантовой ямой
До последнего времени экспериментально исследовались только двумерные металлы и диэлектрики и трехмерные полуметаллы. Недавно в ИФП СО РАН открыт двумерный полуметалл, существующий в квантовых ямах на основе бесщелевого полупроводника теллурида ртути (HgTe) благодаря особенностям размерного квантования его спектра. Это открытие позволит изучить целый ряд новых явлений, обусловленных взаимодействием равновесных электронов и дырок.