Гигантское пространственное перераспределение электронов в широкой квантовой яме, индуцированное квантующим магнитным полем
С. И. Дорожкин+, А. А. Капустин+, И. Б. Федоров+, В. Уманский*, Ю. Х. Смет×
+Институт физики твердого тела РАН, 142432 Черноголовка, Россия
*Department of Physics, Weizmann Institute of Science, 76100 Rehovot, Israel
×Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstrasse 1, D-70569 Stuttgart, Germany
Abstract
В образцах полевых транзисторов на основе гетероструктур
GaAs/AlGaAs с электронной системой в одиночной квантовой яме GaAs шириной
50 нм
обнаружен стимулированный квантующим магнитным полем переход из
двухслойного состояния системы в нулевом магнитном поле в однослойное при
заполнении нижнего уровня Ландау. В отличие от результатов для квантовой
ямы шириной 60 нм (S. I. Dorozhkin, A. A. Kapustin, I. B. Fedorov, V. Umansky, and
J. H. Smet, Phys. Rev. B 102, 235307 (2020)) однослойное
состояние наблюдается не только в несжимаемых состояниях электронной
системы на факторах заполнения единица и двойка, реализующих состояния
квантового эффекта Холла, но и в сжимаемых состояниях между этими
факторами заполнения. Установлено пространственное расположение
однослойной
системы в квантовой яме, которое оказалось независящим от распределения
электронов по слоям в слабом магнитном поле, и дано качественное
объяснение этому наблюдению. Обнаруженный переход, предположительно,
объясняется отрицательной сжимаемостью двумерных электронных систем,
обусловленной обменно-корреляционными вкладами в электрон-электронное
взаимодействие.