А.Г.Погосов, М.В.Буданцев, Р.А.Лавров, В.Г.Мансуров, А.Ю.Никитин, В.В.Преображенский, К.С.Журавлев

В настоящее время гетероструктуры AlGaN/GaN являются предметом интенсивного изучения, что обусловлено главным образом перспективами их практического применения. Важными особенностями гетероперехода AlGaN/GaN является большой разрыв зон и наличие пьезоэлектрической поляризации. Это приводит к высоким плотностям электронного газа в типичных структурах (n_s=10¹³ см^-2) и выше. При таких концентрациях электронов начинается заполнение второй подзоны размерного квантования. Экспериментальные образцы представляли собой гетеропереходы AlGaN/GaN, выращенные молекулярно-лучевой эпитаксией на подложках из сапфира. Измерения магнетосопротивления полученных структур проводились в диапазоне температур 1,8 - 4,2 К. Подвижность электронов в ДЭГ при температуре 4,2 К составила μ= 2 000 см²/В×с. В диапазоне магнитных полей 10-15 Т видны хорошо выраженные осцилляции Шубникова - де Гааза (Рис. 1а), Фурье-спектр которых демонстрирует наличие двух заполненных подзон размерного квантования с концентрациями носителей соответственно n_s1 = 1.8×10¹³ см^-2 и n_s2 = 0.5×10¹³ см^-2 (Рис. 1б).

Рис. 1. Осцилляции Шубникова - де Гааза (а) и Фурье-спектр этих осцилляций (б), демонстрирующий заполнение двух подзон размерного квантования.

Рис. 2. Отрицательное магнетосопротивление, измеренное при двух температурах. Пунктиром показаны расчетные кривые

Было изучено также отрицательное магнетосопротивление (ОМС), связанное со слабой локализацией. При температуре 4.2 К ОМС обнаруживает обычное поведение, характеризующееся длиной фазовой когерентности l_φ= 0.15 мкм. Однако при более низких температурах обнаружено необычное поведение ОМС, не описывающееся стандартной теорией квантовых поправок к проводимости, основанной на одной длине фазовой когерентности. Необычное поведение ОМС обусловлено заполнением двух подзон размерного квантования, каждая из которых характеризуется собственной длиной фазовой когерентности (Рис. 2).