Т.И. Батурина, А.Ю.Миронов, С.В. Постолова, А.К. Гутаковский, А.В. Латышев, D. Kalok, A. Bilušić, C. Strunk, and V. M. Vinokur

При экспериментальном исследовании линейного и нелинейного транспорта тонких плёнок нитрида титана (толщиной 5 нм), находящихся в критической области перехода сверхпроводник-изолятор по беспорядку, обнаружен дуальный характер вида вольтамперных характеристик. На сверхпроводящей стороне переход от резистивного состояния к сверхпроводящему, в котором устанавливается глобальная фазовая когерентность, сопровождается резким изменением вида вольтамперных характеристик от омического к степенному V∝ I^α, с показателем степени α быстро растущему в узком интервале температур.

Рис. (а) Температурные зависимости сопротивления в нулевом магнитном поле для двух сверхпроводящих образцов (A и B) и для образца B в магнитном поле 0.9 Тл, направленном перпендикулярно плоскости плёнки. На вставке приведено изображение плёнки в просвечивающем электронном микроскопе. (b) Вольтамперные зависимости для образца А в двойном логарифмическом масштабе, измеренные при температурах вблизи вихревого перехода Березинского-Костерлица-Таулеса (БКТ). (c) Вольтамперные зависимости для образца B в двойном логарифмическом масштабе, измеренные в магнитном поле 0.9 Тл при температурах T = 150; 100; 80; 70; 60; 50; 45; 42; 40; 37 и 32 мК вблизи зарядового перехода БКТ. Прямые линии на рисунках (b) и (c) соответствуют различным показателям степени α в степенных зависимостях V∝ I^α (образец А) и I∝ V^α (образец В). (Заметьте, что на рисунке (b) отложено напряжение (по вертикальной оси) как функция тока (по горизонтальной оси), а на рисунке (с), наоборот.)

Такое поведение отвечает известному вихревому переходу Березинского-Костерлица-Таулеса (БКТ) характерному для двумерных сверхпроводящих систем. На изолирующей стороне перехода наблюдается симметричное поведение – вид вольтамперных характеристик, будучи линейным при малых напряжениях в диэлектрическом состоянии, где температурная зависимость сопротивления имеет активационный характер, резко становится степенным I∝ V^α с показателем степени α >1 и быстро увеличивающимся при понижении температуры. Такой зеркальный характер нелинейной проводимости свидетельствует о реализации зарядового перехода БКТ и о переходе в сверхизолирующее состояние дуальное сверхпроводящему.

Л.И. Магарилл, Д.Л. Шепелянский, М.В. Энтин

Увлечение электронов фононами – это ток, связанный с передачей импульса фотона Q электронам. Теоретически изучался ток фотонного увлечения под действием ИК освещения графена с вырожденным электронным газом вблизи

Рис.a) Схема межзонных переходов в графене. Дырочный конус сдвинут в импульсном пространстве на q. Переходы разрешены только выше поверхности Ферми. b) Геометрия предполагаемого эксперимента. Свет имеет волновой вектор Q и линейную поляризацию. c) Компонента тока РФУ jx как функция нормированной частоты. Сплошная кривая: e_y=0, пунктир: e_x=0.

порога межзонных переходов при наклонном падении света на графеновую плоскость. К фототоку приводят два основных механизма увлечения: прямая передача планарной компоненты импульса фотона q электрону и эффект, обусловленный q-зависимым отбором переходов за счет резкости поверхности Ферми, называемые, соответственно, нерезонансным и резонансным фотонным увлечением (НФУ и РФУ) (см. рис. a, b).

Ток фотонного увлечения в графене зависит от направления падения света и его поляризации и, вообще говоря, не параллелен q. РФУ существует в узком диапазоне частот |ω-2ε_F |/sq << 1, где s – скорость электронов.

Порядок величины тока равен J₀=(e³/8π ²ω)τsE². Здесь q параллелен оси x,

E=eE - электрическое поле волны, τ - время свободного пробега на энергии Ферми. РФУ не имеет малости связанной с волновым вектором света.

В.М. Ковалев, А.В. Чаплик

Теоретически изучена индуцированная модуляция плотности экситонов в гибридной системе, состоящей из пространственно разнесенных слоев двумерного электронного газа и непрямых дипольных экситонов (например, в двойной квантовой яме).

Рис. Схематическое изображение изучаемой структуры

В частности, показано, что благодаря взаимодействию с электронами, внешний потенциал вызывает фриделевские осцилляции плотности экситонов.

А. И. Якимов, В.А. Тимофеев, А. И. Никифоров, А. В. Двуреченский

Из квантовой механики известно, что при сближении двух атомов электронный уровень в каждом из атомов расщепляется на два. При этом основное состояние двухатомной молекулы соответствует симметричной или связывающей молекулярной орбитали (σ_g), а возбужденное - антисимметричной или антисвязывающей (σ_u). Как показали недавние теоретические исследования (A.I.Yakimov A.A. Bloshkin, and A.V. Dvurechenskii., Phys. Rev. B 81, 115434 (2010)), для дырочных молекулярных орбиталей в связанных, упруго напряженных квантовых точках картина меняется существенным образом. Было предсказано, что при удалении квантовых точек друг от друга возможна смена пространственной симметрии основного состояния, в результате которой основным состоянием станет антисвязывающая молекулярная орбиталь. Это явление отсутствует в природных молекулах, а также в квантовых точках, содержащих электроны.

Рис.1. Схематичное изображение профиля валентной зоны для гетероструктуры Si/Ge/SiGe/Ge/Si и возможные внутризонные переходы под действием света поляризованного вдоль направления роста z.	Рис.2. Спектры пропускания z- поляризованного света.

Получено первое экспериментальное свидетельство существования антисвязывающего основного состояния дырок в двойных квантовых точках Ge/Si. Идея проведенного эксперимента заключалась в использовании сильной зависимости матричного элемента межуровневых переходов от четности начального и конечного состояний под действием линейно поляризованного света. Для реализации таких переходов нами было предложено разделить слои нанокластеров Ge слоем твердого раствора SiGe (рис.1). Такой слой представляет собой двумерную потенциальную яму, в котором энергетический спектр дырок квантуется вдоль направления роста (направление z). При этом основное состояние формируется подзоной тяжелых дырок, а соответствующая волновая функция ψ_f является четной (симметричной) вдоль направления z. В длинноволновом приближении при облучении такой структуры светом, поляризованном вдоль оси z, разрешенными являются переходы только между состояниями с противоположной четностью, т.е. σ_u ψ_f.

На рис.2 показано пропускание z-поляризованного излучения для образцов, в которых квантовые точки в двойном слое разделены квантовой ямой Si_0.85Ge_0.15 толщиной d=2.8, 3.8 и 4.8 нм. Полосы поглощения в области энергий ~200 мэВ отвечают переходам типа σ_g ψ_f и σ_u ψ_f. При d=2.8 нм амплитуда поглощения мала (0.3%). Мы ассоциируем эту линию с запрещенным в дипольном приближении переходом σ_g ψ_f. Ненулевая вероятность этого перехода обусловлена тем, что волновая функция дырки в связывающем состоянии не является в полной мере четной из-за анизотропии формы нанокластеров Ge и неоднородного распределения упругих деформаций в системе. При увеличении расстояния между нанокластерами d до 3.8 нм минимум пропускания сдвигается в область меньших энергий, а вероятность поглощения увеличивается в 5 раз. При дальнейшем удалении квантовых точек друг от друга величина поглощения z-поляризованного излучения опять уменьшается. Сильный рост поглощения и немонотонное поведение амплитуды поглощения с ростом d свидетельствует о формировании антисвязывающего основного состояния дырки в двойных квантовых точках.