Т.И.Батурина, А.Ю.Миронов, Д.А.Насимов, А.В.Латышев

Методом электронной литографии с последующим плазмохимическим травлением изготовлены наноперфорированные плёнки TiN с периодом 80 нм и рекордно большим количеством элементов (~780 тыс.). Низкотемпературные

Рис. (а) Изображение фрагмента наноперфорированной плёнки TiN в сканирующем электронном микроскопе. (б) Tемпературные зависимости сопротивления "на квадрат" перфорированной и исходной плёнок. (в) Зависимости дифференциального сопротивления от приложенного напряжения, в среднем приходящегося на один переход, при различных температурах. Наблюдаются характерные особенности, отвечающие щелевой структуре (на рисунке отмечены символами). (г) Температурная зависимость положения особенностей (символы). Линиями показана температурная зависимость сверхпроводящей щели в теории БКШ.

измерения вольтамперных характеристик выявили наличие аномально больших и узких провалов в дифференциальном сопротивлении при напряжениях смещения

2Δ(T)/(2ⁿ e) (где Δ(T) - температурная зависимость ширины энергетической щели сверхпроводника, n - целое число). При этом Δ(T) с большой точностью совпадает с величиной сверхпроводящей щели исходных плёнок, определённой методом сканирующей туннельной спектроскопии. Данный результат фактически является основой для создания высокоточной методики андреевской спектроскопии для определения сверхпроводящей щели в тонких плёнках. Анализ результатов показывает, что особенности в дифференциальном сопротивлении являются следствием нелокальной природы андреевского отражения в массивах сверхпроводник-металл-сверхпроводник переходов. Предложен механизм коррелированного переноса куперовских пар, основанный на комбинированном действии эффекта близости и синхронного андреевского отражения на многих NS- границах.

Н.П.Степина, Е.С.Коптев, А.В.Двуреченский, А.И.Никифоров

На примере массива квантовых точек (КТ) Ge/Si в данной работе проведено изучение перехода от локализованных к распространенным состоянием в двумерной системе, проведены прямые экспериментальные доказательства роли дальнодействующего кулоновского взаимодействия в формировании электронного состояния системы.

Рис. Скэйлинговая функция для образцов с разной степенью локализации (центральная кривая). Верхняя кривая - заполнение КТ дырками ν=2 (максимальное кулоновское взаимодействие), нижняя - взаимодействие экранировано металлической плоскостью, помещенной над слоем КТ.

взаимодействия, позволил впервые экспериментально продемонстрировать роль дальнодействующего кулоновского взаимодействия в двух-параметрическом скэйлинге двумерных систем. Показано, что переход от прыжкового к диффузионному транспорту наблюдается как при изменении плотности КТ, так и при изменении их состава и формы в результате отжига структур, однако ключевую роль в переходе играет степень заполнения КТ дырками. Показано, что температурная зависимость проводимости в режиме сильной локализации описывается бесфононным прыжковым транспортом, а в режиме слабой локализации - квантовыми поправками к проводимости. Анализ энергии, закачанной в образец при приложении высоких электрических полей в неомическом режиме свидетельствует о том, что в образцах с диффузионным транспортом поведение системы характеризуется только электронной температурой, тогда как неомический прыжковый транспорт определяется как электронной, так и решеточной температурой. Было показано, что магнетосопротивление в структурах с сильной локализацией положительно, начиная с наименьших значений поля, что свидетельствует о типичном для прыжкового режима сжатии волновых функций локализованных носителей заряда поперечным магнитным полем. В режиме слабой локализации магнетосопротив- ление отрицательно в малых полях (до 1 Тл) и меняет знак при увеличении магнитного поля. Отрицательное магнетосопротивление связано с разрушением фазовой когерентности обратно-рассеяного электрона, а следовательно, с подавлением интерференционной поправки к проводимости.

Показано, что кондактанс является единственным параметром, характеризующим состояние системы только при условии неизменности силы кулоновского взаимодействия между носителями, локализованными в разных КТ. Определены границы проводимости, разделяющие прыжковый и диффузионный транспорт. Показано, что искусственное экранирование дальнодействующего кулоновского взаимодействия приводит к сдвигу универсальной скэйлинговой кривой (рис.).

Данный результат впервые экспериментально разделяет кондактанс и кулоновское взаимодействие, как независимые управляющие параметры двух- параметрического скэйлинга.

Е.Б.Ольшанецкий, З.Д.Квон, М.В.Энтин, Л.И.Магарилл, Н.Н.Михайлов, И.О.Парм, С.А.Дворецкий

Проведено экспериментальное исследование процессов рассеяния в двумерной электронной системе при ее переходе от металлического к полуметаллическому состоянию, в котором реализуется одновременное

Рис.2. (а)-Зависимости ρ(V_g) при B=0 и различных температурах в диапазоне T=0.2-4.1 К (температура повышается от нижней кривой к верхней). (б)- черными символами обозначены полученные из рисунка (а) зависимости ρ(T) для выбранных значений V_g=-1;-2 и -3 В. Проходящие через символы линии - подгонка с помощью теории. На вставке - зависимость подгоночного параметра Θ (константа, характеризующая интенсивность взаимного рассеяния электронов и дырок) от затворного напряжения: символы - эксперимент, линия - теория.

существование двумерных электронов и дырок. Обнаружено, что в отличие от практического отсутствия температурной зависимости сопротивления в первом из указанных состояний во втором наблюдается значительное увеличение сопротивления при росте температуры. Построена теория рассеяния в двумерном полуметалле и получено хорошее количественное согласие между ней и результатами эксперимента. На основе этого сделано заключение, что наблюдаемая температурная зависимость сопротивления в полуметаллическом состоянии обусловлена рассеянием электронов и дырок друг на друге (механизм Ландау). Таким образом, впервые наблюдалось прямое влияние межчастичного рассеяния на поведение сопротивления Ферми-системы.

А.Г.Погосов, М.В.Буданцев, А.А.Шевырин, А.Е.Плотников, А.К.Бакаров, А.И.Торопов

На основе полупроводниковой мембраны-гетероструктуры GaAs/AlGaAs, оторванной от подложки методом селективного травления, был создан

Рис. 1. Одноэлектронный транзистор. QD - квантовая точка, wire - нанопроволока, S - исток, D- сток, G1-G5 - затворы.

подвешенный одноэлектронный транзистор - квантовая точка, соединенная с областями истока и стока через туннельные барьеры. Исследовано влияние вынужденных механических колебаний квантовой точки и нано- проволоки на электронный транспорт и кулоновскую блокаду. Колебания возбуждались путем приложения к одному из затворов, обозначенному G1, ВЧ-напряжения в диапазоне частот 100 кГц - 1 ГГц амплитудой до 100 мВ. Изучались зависимости дифференциального кондактанса одноэлектронного транзистора от частоты и амплитуды возбуждающего напряжения, постоянных напряжений на затворах G1-G4 и напряжения исток-сток. Измерения проводились при температуре 4,2 К.

Обнаружено, что при частотах возбуждающего напряжения 60, 150-190, 320, 530, 600 и 700 МГц наблюдаются резонансные пики кондактанса одноэлектронного транзистора, в отсутствие ВЧ-напряжения находящегося в режиме кулоновской блокады. Согласно проведенным численным оценкам, в диапазон частот измерений попадают собственные частоты изгибных колебаний нанопроволоки. Другим типам колебаний (крутильным, дилатационным и сдвиговым) соответствуют частоты, превышающие 1 ГГц.

Рис. 2. Зависимости дифференциального кондактанса G от частоты возбуждаю-щего ВЧ-напряжения F в различных циклах охлаждения. Верхние кривые смещены по вертикали.

Подвешенный одноэлектронный транзистор с механическими степенями свободы перспективен в качестве чувствительного масс-спектрометра, применяемого для определения массы частиц вещества (например, молекул ДНК), осажденных на нанопроволоку, по сдвигу резонансных частот ее колебаний.