Особенности микроволнового фотокондактанса квантового точечного контакта и кремниевого полевого транзистора

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Квантовые точечные контакты с коротким (100 нм) каналом в высокоподвижном двумерном электронном газе гетероструктур GaAs/Al(Ga)As и короткоканальный полевой транзистор р-типа в структуре кремний на изоляторе изготовлены, экспериментально и моделированием исследованы в Институте физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук с целью изучения отклика образцов на слабое облучение электромагнитным полем с частотой ~2 ГГц. Этот отклик в туннельном режиме при температуре 4.2 К оказался гигантским и наблюдался на фоне особенностей, обусловленных примесным беспорядком.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Ярошевич

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»

Автор, ответственный за переписку.
Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

В. А. Ткаченко

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

З. Д. Квон

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Н. С. Кузьмин

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

О. А. Ткаченко

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Д. Г. Бакшеев

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

И. В. Марчишин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

А. К. Бакаров

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Е. Е. Родякина

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

В. А. Антонов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

В. П. Попов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

А. В. Латышев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук»; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: jarosh@isp.nsc.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Список литературы

  1. Van Wees B.J., Van Houten H., Beenakker C.W.J. et al. // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 60. No. 9. P. 848.
  2. Wharam D., Thornton T.J., Newbury R. et al. // J. Physics C. 1988. V. 2. No. 8. Art. No. L209.
  3. Büttiker M. // Phys. Rev. B. 1990.V. 41. No. 11. P. 7906.
  4. Thomas K.J., Nicholls J.T., Appleyard N.J. et al. // Phys. Rev. B. 1998. V. 58. No. 8. P. 4846.
  5. Kristensen A., Bruus H., Hansen A.E. et al. // Phys. Rev. B. 2000. V. 62. No. 16. P. 10950.
  6. Tkachenko O.A., Tkachenko V.A., Baksheyev D.G. et al. // J. Appl. Phys. 2001. V. 89. No. 9. P. 4993.
  7. Renard V.T., Tkachenko O.A., Tkachenko V.A. et al. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. No. 18. Art. No. 186801.
  8. Ткаченко О.А., Ткаченко В.А. // Письма в ЖЭТФ. 2012. Т. 96. № 11. С. 804; Tkachenko O.A., Tkachenko V.A. // JETP Lett. 2013. V. 96. No. 11. P. 719.
  9. Smith L.W., Al-Taie H., Lesage A.A.J. et al. // Phys. Rev. Appl. 2016. V. 5. Art. No. 044015.
  10. Pokhabov D.A., Pogosov A.G., Zhdanov E.Yu. et al. // Appl. Phys. Lett. 2018. V.112. No. 8. Art. No. 082102.
  11. Srinivasan A., Farrer I., Ritchie D.A. et al. // Appl. Phys. Lett. 2020. V. 117. No. 18. Art. No. 183101.
  12. Hofstein S.R., Heiman F.P. // Proc. IEEE. 1963. V. 51. No. 9. P. 1190.
  13. Sze S.M. Physics of semiconductor devices. New York: John Willey, 1981. 868 p.
  14. Французов А.А., Бояркина Н.И., Попов В.П. // ФТП. 2008. Т. 42. № 2. С. 212; Frantsuzov A.A., Boyarkina N.I., Popov V.P. // Semiconductors. 2008. V. 42. No. 2. P. 215.
  15. Ando T., Fowler A.B. Stern F. // Rev. Mod. Phys. 1982. V. 54. No. 2. P. 437.
  16. Arnold E. // Appl. Phys. Lett. 1974. V. 25. No.12. P. 705.
  17. Kwasnick R.F., Kastner M.A., Meingailis J. et al. // Phys. Rev. Lett. 1984. V. 52. No. 15. P. 224.
  18. Fowler A.B., Wainer J.J., Webb R.A. // IBM J. Res. Dev. 1988. V. 32. No. 3. P. 372.
  19. Popović D., Fowler A.B., Washburn S. et al. // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. No. 20. P. 2870.
  20. de Graaf C., Wildöer J.W.G., Caro J. et al. // Surf. Science. 1992. V. 263. No. 1–3. P. 409.
  21. Specht M., Sanquer M., Caillat C. et al. // In: IEEE International Electron Devices Meeting 1999. Technical Digest (Cat. No. 99CH36318). 1999. P. 383.
  22. Wacquez R., Vinet M., Pierre M., Roche B. et al. // IEEE Symp. VLSI Technol. 2010. P. 193.
  23. Paz B.C., Le Guevel L., Cassé M. et al. // IEEE 33rd Int. Conf. Microelectron. Test Struct. 2020. P. 1.
  24. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Наука, 1974. 752 с.
  25. Altshuler B.L., Lee P.A., Webb R.A. Mesoscopic phenomena in solids. Amsterdam, 1991.
  26. Landauer R. // In: Localization interactions and transport phenomena. Heidelberg: Springer, 1985. P. 38.
  27. Fisher D.S., Lee P.A. // Phys. Rev. B. 1981. V. 23. P. 6851.
  28. Datta S. Electronic transport in mesoscopic systems. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. 377 p.
  29. Imry Y. Introduction to mesoscopic physics. NY.: Oxford University Press, 1997.
  30. Sohn L., Kouwenhoven L.P., Schön G. Mesoscopic electron transport. Dordrecht: Kluwer, 1997.
  31. Tkachenko O.A., Tkachenko V.A., Kvon Z.D. et al. // In: Advances in semiconductor nanostructures. Growth, characterization, properties and applications. Ch. 6. Elsevier, 2017. P. 131.
  32. Regul J., Hohls F., Reuter D. // Physica E. 2004. V. 22. No. 1–3. P. 272.
  33. Ferrari G., Prati E., Fumagalli et al. // Proc. EuMC. 2005. V. 2. P. 4.
  34. Prati E., Fanciulli M., Calderoni A. et al. // Phys. Lett. A. 2007. V. 370. No. 5–6. P. 491.
  35. Naser B., Ferry D.K., Heeren J. et al. // Physica E. 2007. V. 40. No. 1. P. 84.
  36. Hohls F., Fricke C., Haug R.J. // Physica E. 2008. V. 40. No. 5. P. 1760.
  37. Wang Z., Chen D., Ota T., Fujisawa T. // Japan. J. Appl. Phys. 2009. V. 48. No. 4C. Art. No. 04C148.
  38. Kamata H., Ota T., Fujisawa T. // Japan. J. Appl. Phys. 2009. V. 48. No. 4C. Art. No. 04C149.
  39. Wang P., He J. // Physica E. 2019. V. 108. P. 160.
  40. Jarratt M.C., Waddy S.J., Jouan A. et al. // Phys. Rev. Appl. 2020. V. 14. No. 6. Art. No. 064021.
  41. Ткаченко В.А., Ярошевич А.С., Квон З.Д. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 114. № 2. С. 108; Tkachenko V.A., Yaroshevich A.S., Kvon Z.D. et al. // JETP Lett. 2021. V. 114. P. 110.
  42. Кузьмин Н.С., Ярошевич А.С., Квон З.Д. и др. // ФТТ. 2023. Т. 65. № 10. С. 1842; Kuzmin N.S., Jaroshevich A.S., Kvon Z.D. et al. // Phys. Solid State. 2023. V. 65. No. 10. P. 1765.
  43. Jaroshevich A.S., Kvon Z.D., Tkachenko V.A. et al. // Appl. Phys. Lett. 2024. V. 124. No. 6. Art. No. 063501.
  44. Growth C. W., Wimmer M., Akhmerov A. R. et al. // New J. Phys. 2014. V. 16. No. 6. Art. No. 063065.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическое изображение 4-терминальных измерений кондактанса КТК (а). Микрография части холловского мостика; на вынесенной части показан расщепленный затвор КТК (б). Микрография образца с ПТ; на вынесенной части показан фрагмент затвора (в). Схематическое изображение вертикального разреза ПТ с указанием материалов и уровней легирования n- и p-типа (г).

Скачать (36KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Измеренные при T = 4.2 К зависимости G(Vg, P) для 3 образцов с КТК: один и тот же образец в гетероструктуре типа 3 для двух разных охлаждений (а, г); образцы в гетероструктурах типа 1 и 2 соответственно (б, в).

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости G(EF–U0, A) для T = 0 в квазиодномерной модели транспорта через идеализированный КТК для двух разных значений параметра δV : δV = 0; (а) 0 < δV ≈ V (б) (синфазные высокочастотные колебания напряжения между потенциометрическими контактами и потенциального барьера под затвором относительно EF).

Скачать (26KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Измеренная при T = 4.2 К зависимость G(Vg, P) для кремниевого ПТ (а). Вычисленная зависимость кондактанса промежутка исток-сток от переменных U0 и A в модели двумерного транспорта дырок через ПТ для T = 0 и EF = 12 мэВ с учетом беспорядка в двумерном потенциале и параметра Gs ≡ 1/Rs(A) (б).

Скачать (35KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024