Научная тема: «МАГНЕТОТРАНСПОРТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ GaAs/AlAs ПРИ БОЛЬШИХ ФАКТОРАХ ЗАПОЛНЕНИЯ»
Специальность: 01.04.10
Год: 2011
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. При больших факторах заполнения в гетероструктурах GaAs/AlAs наблюдаются осцилляции магнетосопротивления, обусловленные резонансным рассеянием двумерных электронов на объемных акустических фононах. Амплитуда этих осцилляций зависит от температуры немонотонно. Рост амплитуды обусловлен температурной зависимостью времени рассеяния электронов на акустических фононах, а падение - температурной зависимостью времени электрон-электронного рассеяния.
  2. Заполнение второй подзоны размерного квантования в одиночных и двойных квантовых ямах GaAs с боковыми сверхрешёточными барьерами AlAs/GaAs приводит к осцилляциям диссипативного сопротивления значительной амплитуды, период которых определяется отношением величины межподзонного расщепления к циклотронной энергии. Амплитуда магнето-межподзонных осцилляций сопротивления определяется уширеним уровней Ландау.
  3. Магнето-межподзонные осцилляции диссипативного сопротивления сосуществуют с осцилляциями, обусловленными рассеянием двумерных электронов на акустических фононах. В максимумах осцилляций, индуцированных акустическими фо-нонами, амплитуда магнето-межподзонных осцилляций увеличивается. Обнаруженное явление обусловлено интерференцией процессов межподзонного рассеяния электронов на примесях и фононах.
  4. В перпендикулярном магнитном поле диссипативное сопротивление двумерного электронного газа уменьшается при увеличении постоянного электрического поля. Величина электрического поля, необходимого для проявления этого нелинейного эффекта, пропорциональна температуре. Обнаруженный эффект обусловлен неоднородной спектральной диффузией электронов, возникающей в неупорядоченной двумерной системе в скрещенных электрическом и магнитном полях.
  5. При больших факторах заполнения двумерный электронный газ переходит в магнетополевое состояние с нулевым дифференциальным сопротивлением под действием постоянного электрического тока, величиной выше некоторого порогового значения. Величина этого порогового значения пропорциональна магнитному полю. Обнаруженное электронное состояние обусловлено локальной нестабильностью электрического тока в условиях отрицательного дифференциального сопротивления.
  6. Индуцированные микроволновым излучением магнетополевые состояния с нулевым сопротивлением и нулевой проводимостью, наблюдавшиеся ранее только в гетероструктурах GaAs/AlGaAs с высокой подвижностью (ц ~ 1000 м2/В-с) и низкой концентрацией электронов (we ~ 3xl015 м"2), в GaAs квантовых ямах с боковыми сверхрешёточными барьерами AlAs/GaAs проявляются при существенно меньшей подвижности (ц ~ 200 м2/В-с) и большей концентрации (пе ~ 8х1015 м"2). Эти состояния обусловлены развитием неустойчивости в системах с абсолютным отрицательным сопротивлением или абсолютной отрицательной проводимостью.
  7. В дисках Корбино с двумерным электронным газом под действием микроволнового излучения возникают магнетополевые осцилляции фото-ЭДС, период которых определяется отношением частоты излучения к циклотронной частоте. Амплитуда осцилляций фото-ЭДС пропорциональна величине микроволновой фотопроводимости. Обнаруженный фотогальванический эффект обусловлен асимметрией встроенного электрического поля в областях двумерного электронного газа, прилегающих к внутреннему и внешнему кольцевым электродам.
  8. В квантовых ямах с двумя заполненными подзонами размерного квантования под действием микроволнового излучения возникают два типа магнетополевых осцилляций фотосопротивления и фотопроводимости. Период первого типа осцилляций определяется отношением частоты излучения к циклотронной частоте, а второго - отношением величины межподзонного расщепления к циклотронной энергии.
Список опубликованных работ
[A1] Быков А. А. Квазиклассическое отрицательное магнетосопротивление двумерного электронного газа при рассеянии на короткодействующем и дальнодейст-вующем потенциалах / А. А. Быков, А. К. Бакаров, А. В. Горан, Н. Д. Аксенова, А. В. Попова, А. И. Торопов // Письма в ЖЭТФ. – 2003. – Т. 78. – С. 165–169.

[A2] Быков А. А. Осцилляции магнетосопротивления двумерного электронного газа в GaAs квантовой яме с AlAs/GaAs сверхрешеточными барьерами в микроволновом поле / А. А. Быков, А. К. Калагин, А. К. Бакаров, А. И. Торопов // Письма в ЖЭТФ. – 2005. – Т. 81. – С. 348–350.

[A3] Быков А. А. Отрицательное магнетосопротивление высокоподвижного двумерного электронного газа в нелинейном режиме / А. А. Быков, А. К. Калагин, А. К. Бакаров // Письма в ЖЭТФ. – 2005. – Т. 81 – С. 498–501.

[A4] Быков А. А. Магнетофононный резонанс в GaAs квантовой яме с AlAs/GaAs сверхрешеточными барьерами при больших факторах заполнения / А. А. Быков, А. К. Калагин, А. К. Бакаров // Письма в ЖЭТФ. – 2005. – Т. 81. – С. 646–649.

[A5] Bykov A. A. Effect of dc and ac excitations on the longitudinal resistance of a two-dimensional electron gas in highly doped GaAs quantum wells / A. A. Bykov, Jing-qiao Zhang, Sergey Vitkalov, A. K. Kalagin, A. K. Bakarov // Phys. Rev. B – 2005. – Vol. 72. – P. 245307–1–5.

[A6] Bykov A. A. Magnetoresistance oscillations due to Zener tunneling and microwave radiation in a 2D electron gas in GaAs quantum well with AlAs/GaAs superlattices barriers / A. A. Bykov, A. K. Bakarov, A. K. Kalagin, A. V. Goran, A. I. Toropov, S. A. Vitkalov // Physica E. – 2006. – V. 34. – P. 97–99.

[A7] Bykov A. A. Effect of dc and ac excitations on the longitudinal resistance of a 2D electron gas in highly doped GaAs quantum wells / A. A. Bykov, Jing-qiao Zhang, S. Vitkalov, A. K. Kalagin, D. R. Islamov, A. K. Bakarov // Proceedings of the 14th Int. Symp. “Nanostructures: Physics and Technology”. Ioffe Institute. St Peterburg. – 2006. – P. 348–349.

[A8] Быков А. А. Индуцированные микроволновым излучением гигантские осцилляции магнетосопротивления и состояние с нулевым сопротивлением в двумерной электронной системе со средней величиной подвижности / А. А. Быков, А. К. Бакаров, Д. Р. Исламов, А. И. Торопов // Письма в ЖЭТФ. – 2006. – Т. 84. – С. 466–469.

[A9] Быков А. А. Холловский пробой в GaAs/AlAs гетероструктуре с модулированным легированием / А. А. Быков, И. В. Марчишин, А. К. Бакаров, Ж. К. Занг, С. А. Виткалов // Письма в ЖЭТФ. – 2007. – Т. 85. – С. 69–73.

[A10] Zhang Jing-qiao. Effect of a dc electric field on the longitudinal resistance of two-dimensional electrons in a magnetic field / Jing-qiao Zhang, Sergey Vitkalov, A. A. Bykov, A. K. Kalagin, A. K. Bakarov // Phys. Rev. B. – 2007. – V. 75. – P. 081305– 1–4.

[A11] Bykov A. A. Zero-Differential Resistance State of Two-Dimensional Electron Systems in Strong Magnetic Fields / A. A. Bykov, Jing-qiao Zhang, Sergey Vitkalov, A. K. Kalagin, A. K. Bakarov // Phys. Rev. Lett. – 2007. – V. 99. – P. 116801–1–4.

[A12] Vitkalov Sergey. Effect of DC electric field on longitudinal resistance of two dimensional electrons in a magnetic field / Sergey Vitkalov, Jing-qiao Zhang, A. A. Bykov, A. K. Kalagin, A. K. Bakarov // Proceedings of the 15th Int. Symp. “Nanostructures: Physics and Technology”. Ioffe Institute. St Peterburg. – 2007. – P. 347–348.

[A13] Быков А. А. Абсолютное отрицательное сопротивление в неравновесной двумерной электронной системе в сильном магнитном поле / А. А. Быков, Д. Р. Исламов, Д. В. Номоконов, А. К. Бакаров // Письма в ЖЭТФ. – 2007. – Т. 86. – С. 695–698.

[A14] Быков А. А. Микроволновое фотосопротивление в двумерной электронной системе с анизотропной подвижностью / А. А. Быков, Д. Р. Исламов, А. В. Горан, А. К. Бакаров // Письма в ЖЭТФ. – 2007. – Т. 86. – С. 891–895.

[A15] Быков А. А. Индуцированные микроволновым излучением магнетополевые осцилляции ЭДС в двумерном электронном диске Корбино при больших факторах заполнения // Письма в ЖЭТФ. – 2008. – Т. 87. – С. 281–285.

[A16] Быков А. А. Микроволновое фотосопротивление в двойной квантовой яме при больших факторах заполнения / А. А. Быков, Д. Р. Исламов, А. В. Горан, А. И. Торопов // Письма в ЖЭТФ. – 2008. – Т. 87. – С. 563–567.

[A17] Быков А. А. Индуцированное микроволновым излучением магнетополевое состояние с нулевой проводимостью в GaAs/AlAs дисках Корбино и мостиках Холла // Письма в ЖЭТФ. – 2008. – Т. 87. – С. 638–641.

[A18] Быков А. А. Нелинейный магнетотранспорт в квазидвумерной системе с высокой электронной подвижностью // Письма в ЖЭТФ. – 2008. – Т. 88. – С. 70–74.

[A19] Быков А. А. Туннелирование Зинера между уровнями Ландау в двойной квантовой яме при больших факторах заполнения // Письма в ЖЭТФ. – 2008. – Т. 88. – С. 450–453.

[A20] Romero Kalmanovitz N. Warming in systems with a discrete spectrum: Spectral diffusion of two-dimensional electrons in a magnetic field / N. Romero Kalmanovitz, A. A. Bykov, Sergey Vitkalov, A. I. Toropov // Phys. Rev. B. – 2008. – Vol. 78 – P. 085306–1–4.

[A21] Romero N. Effect of parallel magnetic field on the zero-differential resistance state / N. Romero, S. McHugh, M. P. Sarachik, S. A. Vitkalov, A. A. Bykov // Phys. Rev. B. – 2008. – Vol. 78. – P. 153311–1–4.

[A22] Быков А. А. Нелинейный эффект Холла в квазидвумерной электронной системе // Письма в ЖЭТФ. – 2009. – Т. 89. – С. 550–554.

[A23] Быков А. А. Микроволновое фотосопротивление двумерного электронного газа в баллистическом микромостике // Письма в ЖЭТФ. – 2009. – Т. 89. – С. 676– 680.

[A24] Быков А. А. Температурная зависимость магнетофононных осцилляций сопротивления в GaAs/AlAs гетероструктурах при больших факторах заполнения / А. А. Быков, А. В. Горан // Письма в ЖЭТФ. – 2009. – Т. 90. – С. 630–633.

[A25] Vitkalov Sergey. Nonlinear transport of 2D electrons in magnetic field / Sergey Vitka-lov, Jing Qiao Zhang, A. A. Bykov, A. I. Toropov // International Journal of Modern Physics B. – 2009. – Vol. 23. – Nos. 12 & 13. – P. 2689–2692.

[A26] Zhang Jing Qiao. Nonlinear resistance of two-dimensional electrons in crossed electric and magnetic fields / Jing Qiao Zhang, Sergey Vitkalov, A. A. Bykov // Phys. Rev. B. – 2009. – Vol. 80. – P. 045310–1–14.

[A27] Goran A. V. Effect of electron-electron scattering on magnetointersubband resistance oscillations of two-dimensional electrons in GaAs quantum wells / A. V. Goran, A. A. Bykov, A. I. Toropov, and S. A. Vitkalov // Phys. Rev. B. – 2009. – Vol. 80. – P. 193305–1–4.

[A28] Быков А. А. Пространственная неоднородность индуцированных микроволновым излучением электронных состояний с нулевой проводимостью в двумерных дисках Корбино при больших факторах заполнения // Письма в ЖЭТФ. – 2010. – Т. 91. – С. 390–394.

[A29] Bykov A. A. Interference of magneto-intersubband and phonon-induced resistance oscillations in single GaAs quantum wells with two populated subbands / A. A. Bykov, A. V. Goran, S. A. Vitkalov // Phys. Rev. B. – 2010. – Vol. 81. – P. 155322– 1–6.

[A30] Bykov A. A. Coexistence of two types of microwave-induced resistance oscillations in 2D electron gas at large filling factors / A. A. Bykov, A. V. Goran, S. A. Vitkalov // Proceedings of the 18th Int. Symp. “Nanostructures: Physics and Technology”. Ioffe Institute. St Peterburg. – 2010. – P. 73–74.

[A31] Vitkalov S. A. Quantal heating of 2D electrons in strong magnetic fields / S. A. Vitka-lov, A. A. Bykov // Proceedings of the 18th Int. Symp. “Nanostructures: Physics and Technology”. Ioffe Institute. St Peterburg. – 2010. – P. 55–56.

[A32] Быков А. А. Гигантские осцилляции магнетопроводимости, индуцированные микроволновым излучением в двумерных электронных дисках Корбино с емкостными контактами / А. А. Быков, И. В. Марчишин // Письма в ЖЭТФ. – 2010. Т. 92. – С. 73–76.

[A33] Bykov A. A. Microwave induced zero-conductance state in a Corbino geometry two-dimensional electron gas with capacitive contacts / A. A. Bykov, I. V. Marchishin, A. V. Goran, D. V. Dmitriev // Appl. Phys. Lett. – 2010. – Vol. 97. – P. 082107–1–3.

[A34] Быков А. А. Резонансное микроволновое фотосопротивление в двухподзонной электронной системе при больших факторах заполнения / А. А. Быков, Е. Г. Мозулев, А. К. Калагин // Письма в ЖЭТФ. – 2010. – Т. 92. – С. 420–423.

[A35] Быков А. А. Нулевое дифференциальное сопротивление в двойной квантовой яме при больших факторах заполнения / А. А. Быков, Е. Г. Мозулев, С. А. Вит-калов // Письма в ЖЭТФ. – 2010. – Т. 92. – С. 523–527.