半導體異質結二維電子氣的磁輸運特性研究.pdf

1、本文主要通過深低溫，強磁場下的Shubnikov-deHaas(SdH)效應測量和常規(guī)變磁場霍爾測量，采用快速Fourier變換方法(FFT)，并結合定量遷移率譜(QMSA)和多載流子擬合(MCF)，系統(tǒng)地研究了不同材料異質結二維電子氣的磁阻振蕩，并得到以下具有創(chuàng)新性的研究結果： 1.觀察到在AlGaN/GaN異質結界面處的二維電子氣占據(jù)兩個子帶，以及由電子子帶間散射引起的磁阻振蕩，該振蕩不同于SdH振蕩，它對溫度的變化不敏感，

2、也不依賴于費米能級，只與兩個子帶的能級間距有關。并在一定溫度范圍內(nèi)觀察到磁阻拍頻現(xiàn)象，其來源于該磁阻振蕩與SdH振蕩的相互疊加。根據(jù)Sander等人和Raikh等人給出的磁阻振蕩的具體表達式，擬合實驗結果表明磁阻拍頻是由第一子帶SdH振蕩和磁致子帶間散射引起的磁阻振蕩導致的。 2.觀察到AlGaN/GaN異質結二維電子氣的磁阻振蕩在低場下出現(xiàn)正，負磁阻變化，分析表明其來源于AlGaN/GaN異質結二維電子氣中的量子相干散射，表現(xiàn)

3、為電子的反弱局域化與弱局域化效應。根據(jù)Hikami，Larkin和Nagaoka給出的擴散近似下的磁導率隨磁場變化關系式，擬合實驗結果得到電子自旋-軌道散射時間以及非彈性散射時間。電子的自旋-軌道散射主要來源于晶體場引起的自旋分裂，不受晶格溫度的影響，而非彈性散射時間與溫度成反比關系，表明非彈性散射機制主要來源于小能量轉移的電子-電子散射。 3.通過對調制摻雜的n型Hg0.82Cd0a6Mn0.02Te/Hg0.3Cd0.7Te

4、第一類量子阱中磁性二維電子氣磁阻拍頻振蕩的研究，發(fā)現(xiàn)溫度，柵壓的變化都會引起磁阻拍頻節(jié)點位置的變化。從對拍頻的分析中，可以將依賴于柵壓的Rashba自旋-軌道分裂和依賴于溫度的巨大塞曼分裂區(qū)分開來。 4.研究了雙子帶占據(jù)的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As單量子阱中磁阻振蕩效應和霍耳效應，獲得了不同子帶電子的濃度、遷移率、有效質量和能級位置。低磁場下由遷移率譜和多載流子擬合相結合得到的各子帶電子濃度與通過