Сайт переехал physreal.com

science
Знания, не рождённые опытом, бесплодны и полны ошибок.
Леонардо да Винчи



Copyleft © 2004 - 2024
physics.com.ua

Электронный web-журнал Physics.com.ua

Научные исследования и технические разработки по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика. Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки. Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.

Контакты Главная | Стартовая | Избранное | Поиск
 

Потеря пароля | Регистрация

   
БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Высадка космонавтов на Луну будет осуществлена, в лучшем случае, в 2033–2034 годах
Гранты для обучения в аспирантуре по естественным наукам в Германии (программа SALSA)
Видео. Поиск редких процессов на коллайдерах
Пьезо-оптомеханический преобразователь связывает звук, свет и радио
Программу Наноконструктор проекта nanoModel можно скачать бесплатно
VII Международная школа-конференция молодых ученых и специалистов - Современные проблемы физики 2016
Ученые получили температуру ниже абсолютного нуля
С 10-го по 21-е сентября администрация уходит в отпуск

  Новости  
  Новости физики  
  Науку делают люди  
  Гранты, олимпиады, конкурсы и стипендии  
  Знаете ли Вы что...  
  Приборы, научно-технические разработки  
  Программные продукты  
  Конференции, семинары, школы и форумы  
  Физики шутят  
  Новости нашего журнала  
  Экспорт данных в формате RSS  
  Материалы  
  Каталог научных статей  
  Банк рефератов  
  Блог  
  PACS  
  Исторический календарь  
  Нобелевские лауреаты  
  Голосования и опросы  
  Информационные партнёры  
  Полезные ссылки  
  Палата мер и весов  
  Технические требования к предоставляемой информации  
rss2email
Новости электронного web-журнала Physics.com.ua




Рассылки Subscribe.Ru
Лента "Новости электронного web-журнала Physics.com.ua"
  Голосования и опросы  
 

Глобальное потепление - это...

результат неконтролируемого загрязнения атмосферы
результат естественного изменения климата
кто-то его незаметил
средство наживы для экологических организаций



Всего голосов: 2730
Комментариев: 3

 
  Статистика  
 
Яндекс цитирования Rambler's Top100

 
  Реклама  
 

 
 
НОВОСТИ




Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2007-08-29 11:20:54, обсуждение: 0
НОВОСТИ ФИЗИКИ | НАНОТЕХНОЛОГИИ

Новый взгляд на переход металл-диэлектрик в двумерных системах

По характеру температурной зависимости удельного сопротивления R все вещества можно разделить на две основные категории: металлы и диэлектрики. При понижении температуры в типичных металлах R уменьшается (остаточное сопротивление при T=0 конечно), а в диэлектриках – неограниченно возрастает (см. рис.), так что в слабом электрическом поле ток через диэлектрик при T=0 не течет.

При одинаковой заселенности долин двумерная электронная система в AlAs является металлической, а при разной – диэлектрической.

Соответственно, принято говорить о металлическом и диэлектрическом типе проводимости. В классических (так называемых зонных) диэлектриках отсутствие тока при T=0 обусловлено отсутствием свободных носителей заряда (электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне). Металл, в котором много свободных носителей, также можно перевести в диэлектрическое состояние. Для этого нужно увеличить концентрацию дефектов до определенной критической величины (зависящей от концентрации носителей), чтобы волновые функции электронов с энергией Ферми стали локализованными, и такие электроны не смогли участвовать в проводимости. Это касается обычных трехмерных металлов. По-другому обстоят дела в одномерных образцах: при любом сколь угодно слабом беспорядке все электронные состояния локализованы, и поэтому при T=0 реальный одномерный (точнее, квазиодномерный) образец будет диэлектриком независимо от концентрации электронов. Долгое время считалось [1], что при T=0 все двумерные системы тоже являются диэлектриками из-за квантового эффекта слабой локализации, обусловленной конструктивной интерференцией падающей на примесь и рассеянной в обратном направлении электронных волн.

Скейлинговая теория [1] была поставлена под сомнение после экспериментальной демонстрации смены диэлектрической зависимости R(T) на металлическую при увеличении концентрации носителей или ослаблении атомного беспорядка в двумерной электронной системе кремниевой МОП структуры [2]. Причина расхождения теории и эксперимента пока окончательно не выяснена. Многие сейчас склоняются к мнению, что ее нужно искать в электрон-электронном взаимодействии, которое первые теоретические модели вообще не учитывали. Об этом, в частности, свидетельствуют эксперименты [3] по поляризации электронных спинов в параллельном магнитном поле: даже если при H=0 двумерная система находится в металлической фазе, увеличение H приводит к переходу металл-диэлектрик. Согласно одной из точек зрения, переход в диэлектрическую фазу имеет место вследствие изменения эффективного взаимодействия между электронами из-за спинового разбаланса. Но конкретный характер этого изменения и микроскопический механизм его влияния на электрическую проводимость остаются непонятными.

В сложившейся ситуации чрезвычайно полезной может оказаться любая новая информация о переходе металл-диэлектрик в двумерии. В частности, большой интерес представляет изучение влияния других (помимо концентрации носителей, атомного беспорядка и спиновой поляризации) физических факторов на характер зависимости R(T). Сотрудники Princeton University (США) в качестве такого параметра использовали так называемую "поляризацию долин" – разницу между заселенностями двух подзон проводимости (X- и Y-долин) в квантовой яме AlAs толщиной около 10 нм [4]. В недеформированном слое AlAs эти долины вырождены и потому заполнены электронами в равной степени. Деформация образца вдоль оси X или Y приводит к нарушению кристаллической и, соответственно, электронной симметрии в плоскости XY, в результате чего вырождение долин снимается. Дно одной долины становится выше дна другой, и часть электронов (или даже все – в зависимости от величины деформации) "перетекает" из этой долины, понижая свою энергию (см. рис.). Полное число электронов при этом остается неизменным (в [4] их концентрация составила 2.5×1011 см-2, а подвижность – 3.6 м2/(В×с) при T = 0.3 К). Оказалось, что переход металл-диэлектрик имеет место лишь при сравнительно сильной поляризации и долин (относительная деформация e > 10-4), и спинов (H > 4 Тл). По мнению авторов [4], их результаты указывают на общую причину перехода, как при спиновом, так и при орбитальном разбалансе. Что же это за причина? Она может заключаться в изменении вовсе не межэлектронного взаимодействия, а степени экранирования хаотического потенциала заряженных примесей свободными носителями из-за перераспределения последних между разными одноэлектронными орбиталями [4,5]. Ослабление экранировки при поляризации спинов и долин эквивалентно усилению беспорядка, что и приводит к переходу в диэлектрическое состояние. Но прежде, чем делать окончательные выводы, необходимо попытаться провести эксперименты при как можно более низких температурах. Ведь пока все заключения делаются на основании анализа вида кривых R(T) при конечной температуре. И где гарантия, что металлическое (в нашем понимании) состояние двумерной системы не станет диэлектрическим при дальнейшем уменьшении температуры?
  1. E. Abrahams et al., Phys.Rev.Lett. 42, 673 (1979).
  2. S.V. Kravchenko et al., Phys.Rev.B 50, 8039 (1994).
  3. D. Simonian et al., Phys.Rev.Lett. 79, 2304 (1997).
  4. O. Gunawan et al., Nature Phys. 3, 388 (2007).
  5. J.H. Smet, Nature Phys. 3, 370 (2007).

А.В.Елецкий
Перст - Информационный бюллетень



БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Эффект рождения гидродинамических потоков от ультразвуковых волн
Создан безмагнитный кремниевый циркуляционный чип для диапазона миллиметровых волн
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
Расходимость верхнего критического поля в ферромагнитном сверхпроводнике URhGe вблизи квантовой критической точки
Интерференция электронов из различных источников
Вспышки на дальней стороне Солнца оказывают влияние на космическую погоду в районе Земли не многим слабее вспышек на видимой стороне
Искривление системы пространства-времени, предсказанное Эйнштейном в Специальной теории относительности, было впервые обнаружено на практике близи нейтронных звезд
Разработана методика исследования свойств вещества аккреционных дисков вокруг объектов с предполагаемыми "странными" свойствами