Магнитные блоховские состояния и транспорт носителей в двумерных полупроводниковых решеточных структурах со спин-орбитальным взаимодействием
А. А. Перов, Л. В. Солнышкова
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Россия, 603950 Нижний Новгород, Россия
PACS: 71.70.-d, 78.70.Pt
Abstract
Установлены законы квантования холловского кондактанса
полностью заполненных магнитных подзон Ландау двумерного электронного газа
со спин-орбитальным (СО) взаимодействием Дрессельхауза, находящегося в
периодическом электростатическом поле сверхрешетки и перпендикулярном
магнитном поле. Спин-орбитальное взаимодействие перемешивает состояния
различных магнитных подзон и изменяет закон квантования холловского
кондактанса по сравнению со случаем бесспиновых частиц. Расчеты проведены для
двумерных электронов в структурах как со слабым (AlGaAs/GaAs), так и с
достаточно сильным (GaAs/In0.23Ga0.77As) спин-орбитальным
взаимодействием и зеемановским расщеплением. Установлено, что распределение
холловского кондактанса по магнитным подзонам зависит от геометрических
параметров сверхрешеток и мгновенно изменяется при касании соседних подзон в
спектре. Показано, что в реальных полупроводниковых структурах с достаточно
сильным СО взаимодействием закон квантования холловского кондактанса
отличается от закона квантования, рассчитанного Таулессом с сотрудниками
[Phys. Rev. Lett. 49, 405 (1982)] для систем в отсутствие СО
взаимодействия и эффекта Зеемана.