Tính kháng từ khổng lồ trong chế độ hiệu ứng Hall lượng tử

Pleiades Publishing Ltd - Tập 86 - Trang 264-267 - 2007
M. V. Budantsev1, A. G. Pogosov1, A. E. Plotnikov1, A. K. Bakarov1, A. I. Toropov1, J. C. Portal2,3,4
1Institute of Semiconductor Physics, Siberian Division, Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia
2GHMFL-CNRS, Grenoble, Cedex 9, France
3INSA-Toulouse, Toulouse, Cedex 4, France
4Institut Universitaire de France, Toulouse, France

Tóm tắt

Một hệ thống đơn giản bao gồm một khí điện tử hai chiều với một dây dẫn hẹp được nghiên cứu. Trong hệ thống này, một hiện tượng tán xạ từ khổng lồ của cả kháng từ dọc và kháng từ Hall trong chế độ hiệu ứng Hall lượng tử được quan sát cho các yếu tố lấp đầy chẵn và lẻ v của các mức Landau. Tại v = 1 và v = 2, hiện tượng tán xạ khổng lồ xảy ra trong bối cảnh của cao nguyên kháng lực bằng không, và chiều rộng của vòng lặp tán xạ trong một trường từ có thể so sánh với chiều rộng của cao nguyên. Tại điểm vào vùng tán xạ, kháng từ thay đổi theo cách ngưỡng; tức là, một sự phá vỡ do từ trường gây ra của hiệu ứng Hall lượng tử xảy ra. Có thể thấy rằng hệ thống được nghiên cứu phản ánh các quá trình thư giãn trong khí điện tử hai chiều gần kề với dây dẫn và do đó, nó đại diện cho một công cụ hiệu quả để nghiên cứu các hiện tượng tán xạ trong chính khí điện tử hai chiều. Một hành vi “kháng từ ngược” bất thường của sự tán xạ được phát hiện. Phân tích so sánh các kết quả thu được và dữ liệu thực nghiệm về sự thư giãn lâu dài của dòng điện cảm ứng và về trạng thái ferromagnetic của chất lỏng Hall lượng tử chỉ ra nguồn gốc vật lý chung của những hiệu ứng này.

Từ khóa

#hiện tượng tán xạ #khí điện tử hai chiều #hiệu ứng Hall lượng tử #kháng từ #độ rộng vòng lặp tán xạ

Tài liệu tham khảo

K. von Klitzing, G. Dorda, and M. Pepper, Phys. Rev. Lett. 45, 494 (1980). G. Nachtwei, Physica E (Amsterdam) 4, 79 (1999). V. T. Dolgopolov, A. A. Shashkin, N. B. Zhitenev, and S. I. Dorozhkin, Phys. Rev. B 46, 12 560 (1992). V. T. Dolgopolov, A. A. Shashkin, J. M. Broto, et al., Phys. Rev. Lett. 86, 5566 (2001). M. Elliott, Y. Lu, K. L. Phillips, et al., Europhys. Lett. 75, 287 (2006). J. Huels, J. Weis, J. Smet, et al., Phys. Rev. B 69, 085319 (2004). T. Klaffs, V. A. Krupenin, J. Weis, and F. J. Ahlers, Physica E (Amsterdam) 22, 737 (2004). J. Eom, H. Cho, W. Kang, et al., Science 289, 2320 (2000). E. P. De Poortere, E. Tutuc, S. J. Papadakis, et al., Science 290, 1546 (2000). V. Piazza, V. Pellegrini, F. Beltram, et al., Nature 402, 638 (1999). G. M. Gusev, N. M. Sotomayor, A. C. Seabra, et al., Physica E (Amsterdam) 34, 504 (2006). T. Jungwirth and A. H. MacDonald, Phys. Rev. Lett. 87, 216801 (2001). M. Pioro-Ladriére, A. Usher, A. S. Sachrajda, et al., Phys. Rev. B 73, 075309 (2006). A. J. Matthews, K. V. Kavokin, A. Usher, et al., Phys. Rev. B 70, 075317 (2004).