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.