Перенос носителей в квазиодномерных электронных системах над жидким гелием в условиях сильной локализации

Abstract

Измерена проводимость носителей в квазиодномерной электронной системе над жидким гелием в температурном интервале 0,5-1,9 К в прижимающих электрических полях до 4 кВ/см на частоте 1,1 МГц. Квазиодномерные каналы реализовывались с использованием дифракционной оптической решетки, покрытой тонким слоем гелия. Проводимость носителей экспоненциально уменьшается с понижением температуры Т, энергия активации порядка нескольких градусов, что указывает на локализацию электронов в квазиодномерной электронной системе. При увеличении толщины слоя жидкого гелия, покрывающего решетку, при Т < 0,8 К наблюдается отклонение от моноэкспоненциальной зависимости, что может свидетельствовать о том, что при этих температурах в подвижности электронов начинают играть роль квантовые эффекты. На основании анализа полученных данных высказано предположение, что в квазиодномерных электронных системах в условиях локализации возможно существование двух ветвей оптической моды плазменных колебаний: высокочастотная ветвь, связанная с колебания электронов в потенциальных ямах, и низкочастотная ветвь, обусловленная колебаниями комплексов электрон-лунка с большой эффективной массой.

Виміряно провідність носіїв у квазіодновимірній електронній системі над рідким гелієм у температурному інтервалі 0,5-1,9 К в притискуючих електричних полях 4 кВ/см на частоті L1 МГц. Квазіодновимірні канали було реалізовано при використанні оптичної дифракційної гратки, яка була вкрита тонким шаром гелію. Провідність носіїв експоненціально зменшується з пониженням температури Т, енергія активації порядка декількох градусів, що вказує на локалізацію електронів у квазіодновимірній електронній системі. При підвищенні товщини шару рідкого гелію, що вкривав гратку, при Т < 0,8 К було спостережено відхилення від моноекспоненційної залежності, що може бути свідченням, що при цих температурах у рухомості електронів починають грати роль квантові ефекти. На підставі аналізу одержаних даних було виказано припущення, що у квазіодновимірних системах в умовах локалізації можливе існування двох гілок оптичної моди плазмових коливань: високочастотна гілка, що пов'язана з коливаннями електронів у потенційних ямах, та низькочастотна гілка, що зумовлена коливаннями комплексів электрон-лунка з великою ефективною масою.

The carrier conductivity in a quasi-one-dimensional electron system over liquid helium was measured at 0.5-1.9 К in pressing electric fields up to 4 kV/cm at 1,1 MHz. Quasi-one-dimensional channels were realized using an optical diffraction grat- ing with a thin liquid helium coating. The carrier conductivity decreased exponentially with lowering temperature Т, the activation energy being of several degrees. This suggests electron localization in the quasi-one-dimensional system. As the thickness of the liquid helium layer on the grating was increased, the exponential dependence changed at T < 0.8 K, which may indicate that quantum effects start to contribute to the electron mobility at these temperatures. From the analysis of the data obtained we can suggest that two branches of the optical plasma mode are possible in quasi-one-dimensional electron systems under localization conditions a high-frequency branch related to the electron oscillations in potential wells and a low-frequency branch generated by oscillations of the complexes electron-dimple of large effective mass.